sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/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  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
  26  * Copyright 2017 RackTop Systems.
  27  */
  28
  29 #include <sys/zfs_context.h>
  30 #include <sys/dbuf.h>
  31 #include <sys/dnode.h>
  32 #include <sys/dmu.h>
  33 #include <sys/dmu_impl.h>
  34 #include <sys/dmu_tx.h>
  35 #include <sys/dmu_objset.h>
  36 #include <sys/dsl_dir.h>
  37 #include <sys/dsl_dataset.h>
  38 #include <sys/spa.h>
  39 #include <sys/zio.h>
  40 #include <sys/dmu_zfetch.h>
  41 #include <sys/range_tree.h>
  42
  43 static kmem_cache_t *dnode_cache;
  44 /*
  45  * Define DNODE_STATS to turn on statistic gathering. By default, it is only
  46  * turned on when DEBUG is also defined.
  47  */
  48 #ifdef  DEBUG
  49 #define DNODE_STATS
  50 #endif  /* DEBUG */
  51
  52 #ifdef  DNODE_STATS
  53 #define DNODE_STAT_ADD(stat)                    ((stat)++)
  54 #else
  55 #define DNODE_STAT_ADD(stat)                    /* nothing */
  56 #endif  /* DNODE_STATS */
  57
  58 static dnode_phys_t dnode_phys_zero;
  59
  60 int zfs_default_bs = SPA_MINBLOCKSHIFT;
  61 int zfs_default_ibs = DN_MAX_INDBLKSHIFT;
  62
  63 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
  64 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, default_bs, CTLFLAG_RWTUN,
  65     &zfs_default_bs, 0, "Default dnode block shift");
  66 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, default_ibs, CTLFLAG_RWTUN,
  67     &zfs_default_ibs, 0, "Default dnode indirect block shift");
  68
  69 #ifdef illumos
  70 #ifdef  _KERNEL
  71 static kmem_cbrc_t dnode_move(void *, void *, size_t, void *);
  72 #endif  /* _KERNEL */
  73 #endif
  74
  75 static int
  76 dbuf_compare(const void *x1, const void *x2)
  77 {
  78         const dmu_buf_impl_t *d1 = x1;
  79         const dmu_buf_impl_t *d2 = x2;
  80
  81         int cmp = AVL_CMP(d1->db_level, d2->db_level);
  82         if (likely(cmp))
  83                 return (cmp);
  84
  85         cmp = AVL_CMP(d1->db_blkid, d2->db_blkid);
  86         if (likely(cmp))
  87                 return (cmp);
  88
  89         if (d1->db_state == DB_SEARCH) {
  90                 ASSERT3S(d2->db_state, !=, DB_SEARCH);
  91                 return (-1);
  92         } else if (d2->db_state == DB_SEARCH) {
  93                 ASSERT3S(d1->db_state, !=, DB_SEARCH);
  94                 return (1);
  95         }
  96
  97         return (AVL_PCMP(d1, d2));
  98 }
  99
 100 /* ARGSUSED */
 101 static int
 102 dnode_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
 103 {
 104         dnode_t *dn = arg;
 105         int i;
 106
 107         rw_init(&dn->dn_struct_rwlock, NULL, RW_DEFAULT, NULL);
 108         mutex_init(&dn->dn_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 109         mutex_init(&dn->dn_dbufs_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 110         cv_init(&dn->dn_notxholds, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
 111
 112         /*
 113          * Every dbuf has a reference, and dropping a tracked reference is
 114          * O(number of references), so don't track dn_holds.
 115          */
 116         refcount_create_untracked(&dn->dn_holds);
 117         refcount_create(&dn->dn_tx_holds);
 118         list_link_init(&dn->dn_link);
 119
 120         bzero(&dn->dn_next_nblkptr[0], sizeof (dn->dn_next_nblkptr));
 121         bzero(&dn->dn_next_nlevels[0], sizeof (dn->dn_next_nlevels));
 122         bzero(&dn->dn_next_indblkshift[0], sizeof (dn->dn_next_indblkshift));
 123         bzero(&dn->dn_next_bonustype[0], sizeof (dn->dn_next_bonustype));
 124         bzero(&dn->dn_rm_spillblk[0], sizeof (dn->dn_rm_spillblk));
 125         bzero(&dn->dn_next_bonuslen[0], sizeof (dn->dn_next_bonuslen));
 126         bzero(&dn->dn_next_blksz[0], sizeof (dn->dn_next_blksz));
 127
 128         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 129                 list_link_init(&dn->dn_dirty_link[i]);
 130                 dn->dn_free_ranges[i] = NULL;
 131                 list_create(&dn->dn_dirty_records[i],
 132                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
 133                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
 134         }
 135
 136         dn->dn_allocated_txg = 0;
 137         dn->dn_free_txg = 0;
 138         dn->dn_assigned_txg = 0;
 139         dn->dn_dirtyctx = 0;
 140         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 141         dn->dn_bonus = NULL;
 142         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 143         dn->dn_zio = NULL;
 144         dn->dn_oldused = 0;
 145         dn->dn_oldflags = 0;
 146         dn->dn_olduid = 0;
 147         dn->dn_oldgid = 0;
 148         dn->dn_newuid = 0;
 149         dn->dn_newgid = 0;
 150         dn->dn_id_flags = 0;
 151
 152         dn->dn_dbufs_count = 0;
 153         avl_create(&dn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
 154             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
 155
 156         dn->dn_moved = 0;
 157         POINTER_INVALIDATE(&dn->dn_objset);
 158         return (0);
 159 }
 160
 161 /* ARGSUSED */
 162 static void
 163 dnode_dest(void *arg, void *unused)
 164 {
 165         int i;
 166         dnode_t *dn = arg;
 167
 168         rw_destroy(&dn->dn_struct_rwlock);
 169         mutex_destroy(&dn->dn_mtx);
 170         mutex_destroy(&dn->dn_dbufs_mtx);
 171         cv_destroy(&dn->dn_notxholds);
 172         refcount_destroy(&dn->dn_holds);
 173         refcount_destroy(&dn->dn_tx_holds);
 174         ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_link));
 175
 176         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 177                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 178                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
 179                 list_destroy(&dn->dn_dirty_records[i]);
 180                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
 181                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
 182                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
 183                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
 184                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
 185                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
 186                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
 187         }
 188
 189         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
 190         ASSERT0(dn->dn_free_txg);
 191         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
 192         ASSERT0(dn->dn_dirtyctx);
 193         ASSERT3P(dn->dn_dirtyctx_firstset, ==, NULL);
 194         ASSERT3P(dn->dn_bonus, ==, NULL);
 195         ASSERT(!dn->dn_have_spill);
 196         ASSERT3P(dn->dn_zio, ==, NULL);
 197         ASSERT0(dn->dn_oldused);
 198         ASSERT0(dn->dn_oldflags);
 199         ASSERT0(dn->dn_olduid);
 200         ASSERT0(dn->dn_oldgid);
 201         ASSERT0(dn->dn_newuid);
 202         ASSERT0(dn->dn_newgid);
 203         ASSERT0(dn->dn_id_flags);
 204
 205         ASSERT0(dn->dn_dbufs_count);
 206         avl_destroy(&dn->dn_dbufs);
 207 }
 208
 209 void
 210 dnode_init(void)
 211 {
 212         ASSERT(dnode_cache == NULL);
 213         dnode_cache = kmem_cache_create("dnode_t",
 214             sizeof (dnode_t),
 215             0, dnode_cons, dnode_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
 216 #ifdef  _KERNEL
 217         kmem_cache_set_move(dnode_cache, dnode_move);
 218 #endif  /* _KERNEL */
 219 }
 220
 221 void
 222 dnode_fini(void)
 223 {
 224         kmem_cache_destroy(dnode_cache);
 225         dnode_cache = NULL;
 226 }
 227
 228
 229 #ifdef ZFS_DEBUG
 230 void
 231 dnode_verify(dnode_t *dn)
 232 {
 233         int drop_struct_lock = FALSE;
 234
 235         ASSERT(dn->dn_phys);
 236         ASSERT(dn->dn_objset);
 237         ASSERT(dn->dn_handle->dnh_dnode == dn);
 238
 239         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
 240
 241         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DNODE_VERIFY))
 242                 return;
 243
 244         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
 245                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 246                 drop_struct_lock = TRUE;
 247         }
 248         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE || dn->dn_allocated_txg != 0) {
 249                 int i;
 250                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, >=, 0);
 251                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 252                 if (dn->dn_datablkshift) {
 253                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
 254                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 255                         ASSERT3U(1<<dn->dn_datablkshift, ==, dn->dn_datablksz);
 256                 }
 257                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, <=, 30);
 258                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_type));
 259                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, >=, 1);
 260                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 261                 ASSERT3U(dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 262                 ASSERT3U(dn->dn_datablksz, ==,
 263                     dn->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 264                 ASSERT3U(ISP2(dn->dn_datablksz), ==, dn->dn_datablkshift != 0);
 265                 ASSERT3U((dn->dn_nblkptr - 1) * sizeof (blkptr_t) +
 266                     dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 267                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 268                         ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], <=, dn->dn_nlevels);
 269                 }
 270         }
 271         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE)
 272                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_nlevels, <=, dn->dn_nlevels);
 273         ASSERT(DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) || dn->dn_dbuf != NULL);
 274         if (dn->dn_dbuf != NULL) {
 275                 ASSERT3P(dn->dn_phys, ==,
 276                     (dnode_phys_t *)dn->dn_dbuf->db.db_data +
 277                     (dn->dn_object % (dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT)));
 278         }
 279         if (drop_struct_lock)
 280                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 281 }
 282 #endif
 283
 284 void
 285 dnode_byteswap(dnode_phys_t *dnp)
 286 {
 287         uint64_t *buf64 = (void*)&dnp->dn_blkptr;
 288         int i;
 289
 290         if (dnp->dn_type == DMU_OT_NONE) {
 291                 bzero(dnp, sizeof (dnode_phys_t));
 292                 return;
 293         }
 294
 295         dnp->dn_datablkszsec = BSWAP_16(dnp->dn_datablkszsec);
 296         dnp->dn_bonuslen = BSWAP_16(dnp->dn_bonuslen);
 297         dnp->dn_maxblkid = BSWAP_64(dnp->dn_maxblkid);
 298         dnp->dn_used = BSWAP_64(dnp->dn_used);
 299
 300         /*
 301          * dn_nblkptr is only one byte, so it's OK to read it in either
 302          * byte order.  We can't read dn_bouslen.
 303          */
 304         ASSERT(dnp->dn_indblkshift <= SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 305         ASSERT(dnp->dn_nblkptr <= DN_MAX_NBLKPTR);
 306         for (i = 0; i < dnp->dn_nblkptr * sizeof (blkptr_t)/8; i++)
 307                 buf64[i] = BSWAP_64(buf64[i]);
 308
 309         /*
 310          * OK to check dn_bonuslen for zero, because it won't matter if
 311          * we have the wrong byte order.  This is necessary because the
 312          * dnode dnode is smaller than a regular dnode.
 313          */
 314         if (dnp->dn_bonuslen != 0) {
 315                 /*
 316                  * Note that the bonus length calculated here may be
 317                  * longer than the actual bonus buffer.  This is because
 318                  * we always put the bonus buffer after the last block
 319                  * pointer (instead of packing it against the end of the
 320                  * dnode buffer).
 321                  */
 322                 int off = (dnp->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 323                 size_t len = DN_MAX_BONUSLEN - off;
 324                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dnp->dn_bonustype));
 325                 dmu_object_byteswap_t byteswap =
 326                     DMU_OT_BYTESWAP(dnp->dn_bonustype);
 327                 dmu_ot_byteswap[byteswap].ob_func(dnp->dn_bonus + off, len);
 328         }
 329
 330         /* Swap SPILL block if we have one */
 331         if (dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR)
 332                 byteswap_uint64_array(&dnp->dn_spill, sizeof (blkptr_t));
 333
 334 }
 335
 336 void
 337 dnode_buf_byteswap(void *vbuf, size_t size)
 338 {
 339         dnode_phys_t *buf = vbuf;
 340         int i;
 341
 342         ASSERT3U(sizeof (dnode_phys_t), ==, (1<<DNODE_SHIFT));
 343         ASSERT((size & (sizeof (dnode_phys_t)-1)) == 0);
 344
 345         size >>= DNODE_SHIFT;
 346         for (i = 0; i < size; i++) {
 347                 dnode_byteswap(buf);
 348                 buf++;
 349         }
 350 }
 351
 352 void
 353 dnode_setbonuslen(dnode_t *dn, int newsize, dmu_tx_t *tx)
 354 {
 355         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 356
 357         dnode_setdirty(dn, tx);
 358         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 359         ASSERT3U(newsize, <=, DN_MAX_BONUSLEN -
 360             (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t));
 361         dn->dn_bonuslen = newsize;
 362         if (newsize == 0)
 363                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_ZERO_BONUSLEN;
 364         else
 365                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 366         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 367 }
 368
 369 void
 370 dnode_setbonus_type(dnode_t *dn, dmu_object_type_t newtype, dmu_tx_t *tx)
 371 {
 372         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 373         dnode_setdirty(dn, tx);
 374         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 375         dn->dn_bonustype = newtype;
 376         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
 377         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 378 }
 379
 380 void
 381 dnode_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 382 {
 383         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 384         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
 385         dnode_setdirty(dn, tx);
 386         dn->dn_rm_spillblk[tx->tx_txg&TXG_MASK] = DN_KILL_SPILLBLK;
 387         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 388 }
 389
 390 static void
 391 dnode_setdblksz(dnode_t *dn, int size)
 392 {
 393         ASSERT0(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE));
 394         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 395         ASSERT3U(size, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 396         ASSERT3U(size >> SPA_MINBLOCKSHIFT, <,
 397             1<<(sizeof (dn->dn_phys->dn_datablkszsec) * 8));
 398         dn->dn_datablksz = size;
 399         dn->dn_datablkszsec = size >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
 400         dn->dn_datablkshift = ISP2(size) ? highbit64(size - 1) : 0;
 401 }
 402
 403 static dnode_t *
 404 dnode_create(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, dmu_buf_impl_t *db,
 405     uint64_t object, dnode_handle_t *dnh)
 406 {
 407         dnode_t *dn;
 408
 409         dn = kmem_cache_alloc(dnode_cache, KM_SLEEP);
 410 #ifdef _KERNEL
 411         ASSERT(!POINTER_IS_VALID(dn->dn_objset));
 412 #endif /* _KERNEL */
 413         dn->dn_moved = 0;
 414
 415         /*
 416          * Defer setting dn_objset until the dnode is ready to be a candidate
 417          * for the dnode_move() callback.
 418          */
 419         dn->dn_object = object;
 420         dn->dn_dbuf = db;
 421         dn->dn_handle = dnh;
 422         dn->dn_phys = dnp;
 423
 424         if (dnp->dn_datablkszsec) {
 425                 dnode_setdblksz(dn, dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 426         } else {
 427                 dn->dn_datablksz = 0;
 428                 dn->dn_datablkszsec = 0;
 429                 dn->dn_datablkshift = 0;
 430         }
 431         dn->dn_indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
 432         dn->dn_nlevels = dnp->dn_nlevels;
 433         dn->dn_type = dnp->dn_type;
 434         dn->dn_nblkptr = dnp->dn_nblkptr;
 435         dn->dn_checksum = dnp->dn_checksum;
 436         dn->dn_compress = dnp->dn_compress;
 437         dn->dn_bonustype = dnp->dn_bonustype;
 438         dn->dn_bonuslen = dnp->dn_bonuslen;
 439         dn->dn_maxblkid = dnp->dn_maxblkid;
 440         dn->dn_have_spill = ((dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) != 0);
 441         dn->dn_id_flags = 0;
 442
 443         dmu_zfetch_init(&dn->dn_zfetch, dn);
 444
 445         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
 446
 447         mutex_enter(&os->os_lock);
 448         if (dnh->dnh_dnode != NULL) {
 449                 /* Lost the allocation race. */
 450                 mutex_exit(&os->os_lock);
 451                 kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
 452                 return (dnh->dnh_dnode);
 453         }
 454
 455         /*
 456          * Exclude special dnodes from os_dnodes so an empty os_dnodes
 457          * signifies that the special dnodes have no references from
 458          * their children (the entries in os_dnodes).  This allows
 459          * dnode_destroy() to easily determine if the last child has
 460          * been removed and then complete eviction of the objset.
 461          */
 462         if (!DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(object))
 463                 list_insert_head(&os->os_dnodes, dn);
 464         membar_producer();
 465
 466         /*
 467          * Everything else must be valid before assigning dn_objset
 468          * makes the dnode eligible for dnode_move().
 469          */
 470         dn->dn_objset = os;
 471
 472         dnh->dnh_dnode = dn;
 473         mutex_exit(&os->os_lock);
 474
 475         arc_space_consume(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
 476         return (dn);
 477 }
 478
 479 /*
 480  * Caller must be holding the dnode handle, which is released upon return.
 481  */
 482 static void
 483 dnode_destroy(dnode_t *dn)
 484 {
 485         objset_t *os = dn->dn_objset;
 486         boolean_t complete_os_eviction = B_FALSE;
 487
 488         ASSERT((dn->dn_id_flags & DN_ID_NEW_EXIST) == 0);
 489
 490         mutex_enter(&os->os_lock);
 491         POINTER_INVALIDATE(&dn->dn_objset);
 492         if (!DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
 493                 list_remove(&os->os_dnodes, dn);
 494                 complete_os_eviction =
 495                     list_is_empty(&os->os_dnodes) &&
 496                     list_link_active(&os->os_evicting_node);
 497         }
 498         mutex_exit(&os->os_lock);
 499
 500         /* the dnode can no longer move, so we can release the handle */
 501         zrl_remove(&dn->dn_handle->dnh_zrlock);
 502
 503         dn->dn_allocated_txg = 0;
 504         dn->dn_free_txg = 0;
 505         dn->dn_assigned_txg = 0;
 506
 507         dn->dn_dirtyctx = 0;
 508         if (dn->dn_dirtyctx_firstset != NULL) {
 509                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 510                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 511         }
 512         if (dn->dn_bonus != NULL) {
 513                 mutex_enter(&dn->dn_bonus->db_mtx);
 514                 dbuf_destroy(dn->dn_bonus);
 515                 dn->dn_bonus = NULL;
 516         }
 517         dn->dn_zio = NULL;
 518
 519         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 520         dn->dn_oldused = 0;
 521         dn->dn_oldflags = 0;
 522         dn->dn_olduid = 0;
 523         dn->dn_oldgid = 0;
 524         dn->dn_newuid = 0;
 525         dn->dn_newgid = 0;
 526         dn->dn_id_flags = 0;
 527
 528         dmu_zfetch_fini(&dn->dn_zfetch);
 529         kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
 530         arc_space_return(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
 531
 532         if (complete_os_eviction)
 533                 dmu_objset_evict_done(os);
 534 }
 535
 536 void
 537 dnode_allocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize, int ibs,
 538     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
 539 {
 540         int i;
 541
 542         ASSERT3U(blocksize, <=,
 543             spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
 544         if (blocksize == 0)
 545                 blocksize = 1 << zfs_default_bs;
 546         else
 547                 blocksize = P2ROUNDUP(blocksize, SPA_MINBLOCKSIZE);
 548
 549         if (ibs == 0)
 550                 ibs = zfs_default_ibs;
 551
 552         ibs = MIN(MAX(ibs, DN_MIN_INDBLKSHIFT), DN_MAX_INDBLKSHIFT);
 553
 554         dprintf("os=%p obj=%llu txg=%llu blocksize=%d ibs=%d\n", dn->dn_objset,
 555             dn->dn_object, tx->tx_txg, blocksize, ibs);
 556
 557         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 558         ASSERT(bcmp(dn->dn_phys, &dnode_phys_zero, sizeof (dnode_phys_t)) == 0);
 559         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type == DMU_OT_NONE);
 560         ASSERT(ot != DMU_OT_NONE);
 561         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(ot));
 562         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 563             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0) ||
 564             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
 565         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
 566         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 567         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 568         ASSERT0(dn->dn_maxblkid);
 569         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
 570         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
 571         ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 572         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), <=, 1);
 573         ASSERT(avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
 574
 575         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 576                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
 577                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
 578                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
 579                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
 580                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
 581                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
 582                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
 583                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 584                 ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dirty_records[i]), ==, NULL);
 585                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
 586         }
 587
 588         dn->dn_type = ot;
 589         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 590         dn->dn_indblkshift = ibs;
 591         dn->dn_nlevels = 1;
 592         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
 593                 dn->dn_nblkptr = 1;
 594         else
 595                 dn->dn_nblkptr = 1 +
 596                     ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
 597         dn->dn_bonustype = bonustype;
 598         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 599         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 600         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 601         dn->dn_dirtyctx = 0;
 602
 603         dn->dn_free_txg = 0;
 604         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
 605                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 606                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 607         }
 608
 609         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 610         dn->dn_id_flags = 0;
 611
 612         dnode_setdirty(dn, tx);
 613         dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
 614         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 615         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
 616         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_datablksz;
 617 }
 618
 619 void
 620 dnode_reallocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize,
 621     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
 622 {
 623         int nblkptr;
 624
 625         ASSERT3U(blocksize, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 626         ASSERT3U(blocksize, <=,
 627             spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
 628         ASSERT0(blocksize % SPA_MINBLOCKSIZE);
 629         ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT || dmu_tx_private_ok(tx));
 630         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
 631         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 632             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0) ||
 633             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0));
 634         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
 635         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 636
 637         /* clean up any unreferenced dbufs */
 638         dnode_evict_dbufs(dn);
 639
 640         dn->dn_id_flags = 0;
 641
 642         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 643         dnode_setdirty(dn, tx);
 644         if (dn->dn_datablksz != blocksize) {
 645                 /* change blocksize */
 646                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0 &&
 647                     (BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
 648                     dnode_block_freed(dn, 0)));
 649                 dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 650                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = blocksize;
 651         }
 652         if (dn->dn_bonuslen != bonuslen)
 653                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonuslen;
 654
 655         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
 656                 nblkptr = 1;
 657         else
 658                 nblkptr = 1 + ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
 659         if (dn->dn_bonustype != bonustype)
 660                 dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonustype;
 661         if (dn->dn_nblkptr != nblkptr)
 662                 dn->dn_next_nblkptr[tx->tx_txg&TXG_MASK] = nblkptr;
 663         if (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) {
 664                 dbuf_rm_spill(dn, tx);
 665                 dnode_rm_spill(dn, tx);
 666         }
 667         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 668
 669         /* change type */
 670         dn->dn_type = ot;
 671
 672         /* change bonus size and type */
 673         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 674         dn->dn_bonustype = bonustype;
 675         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 676         dn->dn_nblkptr = nblkptr;
 677         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 678         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 679         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 680
 681         /* fix up the bonus db_size */
 682         if (dn->dn_bonus) {
 683                 dn->dn_bonus->db.db_size =
 684                     DN_MAX_BONUSLEN - (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 685                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
 686         }
 687
 688         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 689         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 690 }
 691
 692 #ifdef  DNODE_STATS
 693 static struct {
 694         uint64_t dms_dnode_invalid;
 695         uint64_t dms_dnode_recheck1;
 696         uint64_t dms_dnode_recheck2;
 697         uint64_t dms_dnode_special;
 698         uint64_t dms_dnode_handle;
 699         uint64_t dms_dnode_rwlock;
 700         uint64_t dms_dnode_active;
 701 } dnode_move_stats;
 702 #endif  /* DNODE_STATS */
 703
 704 #ifdef  _KERNEL
 705 static void
 706 dnode_move_impl(dnode_t *odn, dnode_t *ndn)
 707 {
 708         int i;
 709
 710         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_struct_rwlock));
 711         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_mtx));
 712         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_dbufs_mtx));
 713         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_zfetch.zf_rwlock));
 714
 715         /* Copy fields. */
 716         ndn->dn_objset = odn->dn_objset;
 717         ndn->dn_object = odn->dn_object;
 718         ndn->dn_dbuf = odn->dn_dbuf;
 719         ndn->dn_handle = odn->dn_handle;
 720         ndn->dn_phys = odn->dn_phys;
 721         ndn->dn_type = odn->dn_type;
 722         ndn->dn_bonuslen = odn->dn_bonuslen;
 723         ndn->dn_bonustype = odn->dn_bonustype;
 724         ndn->dn_nblkptr = odn->dn_nblkptr;
 725         ndn->dn_checksum = odn->dn_checksum;
 726         ndn->dn_compress = odn->dn_compress;
 727         ndn->dn_nlevels = odn->dn_nlevels;
 728         ndn->dn_indblkshift = odn->dn_indblkshift;
 729         ndn->dn_datablkshift = odn->dn_datablkshift;
 730         ndn->dn_datablkszsec = odn->dn_datablkszsec;
 731         ndn->dn_datablksz = odn->dn_datablksz;
 732         ndn->dn_maxblkid = odn->dn_maxblkid;
 733         bcopy(&odn->dn_next_type[0], &ndn->dn_next_type[0],
 734             sizeof (odn->dn_next_type));
 735         bcopy(&odn->dn_next_nblkptr[0], &ndn->dn_next_nblkptr[0],
 736             sizeof (odn->dn_next_nblkptr));
 737         bcopy(&odn->dn_next_nlevels[0], &ndn->dn_next_nlevels[0],
 738             sizeof (odn->dn_next_nlevels));
 739         bcopy(&odn->dn_next_indblkshift[0], &ndn->dn_next_indblkshift[0],
 740             sizeof (odn->dn_next_indblkshift));
 741         bcopy(&odn->dn_next_bonustype[0], &ndn->dn_next_bonustype[0],
 742             sizeof (odn->dn_next_bonustype));
 743         bcopy(&odn->dn_rm_spillblk[0], &ndn->dn_rm_spillblk[0],
 744             sizeof (odn->dn_rm_spillblk));
 745         bcopy(&odn->dn_next_bonuslen[0], &ndn->dn_next_bonuslen[0],
 746             sizeof (odn->dn_next_bonuslen));
 747         bcopy(&odn->dn_next_blksz[0], &ndn->dn_next_blksz[0],
 748             sizeof (odn->dn_next_blksz));
 749         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 750                 list_move_tail(&ndn->dn_dirty_records[i],
 751                     &odn->dn_dirty_records[i]);
 752         }
 753         bcopy(&odn->dn_free_ranges[0], &ndn->dn_free_ranges[0],
 754             sizeof (odn->dn_free_ranges));
 755         ndn->dn_allocated_txg = odn->dn_allocated_txg;
 756         ndn->dn_free_txg = odn->dn_free_txg;
 757         ndn->dn_assigned_txg = odn->dn_assigned_txg;
 758         ndn->dn_dirtyctx = odn->dn_dirtyctx;
 759         ndn->dn_dirtyctx_firstset = odn->dn_dirtyctx_firstset;
 760         ASSERT(refcount_count(&odn->dn_tx_holds) == 0);
 761         refcount_transfer(&ndn->dn_holds, &odn->dn_holds);
 762         ASSERT(avl_is_empty(&ndn->dn_dbufs));
 763         avl_swap(&ndn->dn_dbufs, &odn->dn_dbufs);
 764         ndn->dn_dbufs_count = odn->dn_dbufs_count;
 765         ndn->dn_bonus = odn->dn_bonus;
 766         ndn->dn_have_spill = odn->dn_have_spill;
 767         ndn->dn_zio = odn->dn_zio;
 768         ndn->dn_oldused = odn->dn_oldused;
 769         ndn->dn_oldflags = odn->dn_oldflags;
 770         ndn->dn_olduid = odn->dn_olduid;
 771         ndn->dn_oldgid = odn->dn_oldgid;
 772         ndn->dn_newuid = odn->dn_newuid;
 773         ndn->dn_newgid = odn->dn_newgid;
 774         ndn->dn_id_flags = odn->dn_id_flags;
 775         dmu_zfetch_init(&ndn->dn_zfetch, NULL);
 776         list_move_tail(&ndn->dn_zfetch.zf_stream, &odn->dn_zfetch.zf_stream);
 777         ndn->dn_zfetch.zf_dnode = odn->dn_zfetch.zf_dnode;
 778
 779         /*
 780          * Update back pointers. Updating the handle fixes the back pointer of
 781          * every descendant dbuf as well as the bonus dbuf.
 782          */
 783         ASSERT(ndn->dn_handle->dnh_dnode == odn);
 784         ndn->dn_handle->dnh_dnode = ndn;
 785         if (ndn->dn_zfetch.zf_dnode == odn) {
 786                 ndn->dn_zfetch.zf_dnode = ndn;
 787         }
 788
 789         /*
 790          * Invalidate the original dnode by clearing all of its back pointers.
 791          */
 792         odn->dn_dbuf = NULL;
 793         odn->dn_handle = NULL;
 794         avl_create(&odn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
 795             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
 796         odn->dn_dbufs_count = 0;
 797         odn->dn_bonus = NULL;
 798         odn->dn_zfetch.zf_dnode = NULL;
 799
 800         /*
 801          * Set the low bit of the objset pointer to ensure that dnode_move()
 802          * recognizes the dnode as invalid in any subsequent callback.
 803          */
 804         POINTER_INVALIDATE(&odn->dn_objset);
 805
 806         /*
 807          * Satisfy the destructor.
 808          */
 809         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 810                 list_create(&odn->dn_dirty_records[i],
 811                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
 812                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
 813                 odn->dn_free_ranges[i] = NULL;
 814                 odn->dn_next_nlevels[i] = 0;
 815                 odn->dn_next_indblkshift[i] = 0;
 816                 odn->dn_next_bonustype[i] = 0;
 817                 odn->dn_rm_spillblk[i] = 0;
 818                 odn->dn_next_bonuslen[i] = 0;
 819                 odn->dn_next_blksz[i] = 0;
 820         }
 821         odn->dn_allocated_txg = 0;
 822         odn->dn_free_txg = 0;
 823         odn->dn_assigned_txg = 0;
 824         odn->dn_dirtyctx = 0;
 825         odn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 826         odn->dn_have_spill = B_FALSE;
 827         odn->dn_zio = NULL;
 828         odn->dn_oldused = 0;
 829         odn->dn_oldflags = 0;
 830         odn->dn_olduid = 0;
 831         odn->dn_oldgid = 0;
 832         odn->dn_newuid = 0;
 833         odn->dn_newgid = 0;
 834         odn->dn_id_flags = 0;
 835
 836         /*
 837          * Mark the dnode.
 838          */
 839         ndn->dn_moved = 1;
 840         odn->dn_moved = (uint8_t)-1;
 841 }
 842
 843 #ifdef illumos
 844 /*ARGSUSED*/
 845 static kmem_cbrc_t
 846 dnode_move(void *buf, void *newbuf, size_t size, void *arg)
 847 {
 848         dnode_t *odn = buf, *ndn = newbuf;
 849         objset_t *os;
 850         int64_t refcount;
 851         uint32_t dbufs;
 852
 853         /*
 854          * The dnode is on the objset's list of known dnodes if the objset
 855          * pointer is valid. We set the low bit of the objset pointer when
 856          * freeing the dnode to invalidate it, and the memory patterns written
 857          * by kmem (baddcafe and deadbeef) set at least one of the two low bits.
 858          * A newly created dnode sets the objset pointer last of all to indicate
 859          * that the dnode is known and in a valid state to be moved by this
 860          * function.
 861          */
 862         os = odn->dn_objset;
 863         if (!POINTER_IS_VALID(os)) {
 864                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_invalid);
 865                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
 866         }
 867
 868         /*
 869          * Ensure that the objset does not go away during the move.
 870          */
 871         rw_enter(&os_lock, RW_WRITER);
 872         if (os != odn->dn_objset) {
 873                 rw_exit(&os_lock);
 874                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_recheck1);
 875                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
 876         }
 877
 878         /*
 879          * If the dnode is still valid, then so is the objset. We know that no
 880          * valid objset can be freed while we hold os_lock, so we can safely
 881          * ensure that the objset remains in use.
 882          */
 883         mutex_enter(&os->os_lock);
 884
 885         /*
 886          * Recheck the objset pointer in case the dnode was removed just before
 887          * acquiring the lock.
 888          */
 889         if (os != odn->dn_objset) {
 890                 mutex_exit(&os->os_lock);
 891                 rw_exit(&os_lock);
 892                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_recheck2);
 893                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
 894         }
 895
 896         /*
 897          * At this point we know that as long as we hold os->os_lock, the dnode
 898          * cannot be freed and fields within the dnode can be safely accessed.
 899          * The objset listing this dnode cannot go away as long as this dnode is
 900          * on its list.
 901          */
 902         rw_exit(&os_lock);
 903         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(odn->dn_object)) {
 904                 mutex_exit(&os->os_lock);
 905                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_special);
 906                 return (KMEM_CBRC_NO);
 907         }
 908         ASSERT(odn->dn_dbuf != NULL); /* only "special" dnodes have no parent */
 909
 910         /*
 911          * Lock the dnode handle to prevent the dnode from obtaining any new
 912          * holds. This also prevents the descendant dbufs and the bonus dbuf
 913          * from accessing the dnode, so that we can discount their holds. The
 914          * handle is safe to access because we know that while the dnode cannot
 915          * go away, neither can its handle. Once we hold dnh_zrlock, we can
 916          * safely move any dnode referenced only by dbufs.
 917          */
 918         if (!zrl_tryenter(&odn->dn_handle->dnh_zrlock)) {
 919                 mutex_exit(&os->os_lock);
 920                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_handle);
 921                 return (KMEM_CBRC_LATER);
 922         }
 923
 924         /*
 925          * Ensure a consistent view of the dnode's holds and the dnode's dbufs.
 926          * We need to guarantee that there is a hold for every dbuf in order to
 927          * determine whether the dnode is actively referenced. Falsely matching
 928          * a dbuf to an active hold would lead to an unsafe move. It's possible
 929          * that a thread already having an active dnode hold is about to add a
 930          * dbuf, and we can't compare hold and dbuf counts while the add is in
 931          * progress.
 932          */
 933         if (!rw_tryenter(&odn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER)) {
 934                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
 935                 mutex_exit(&os->os_lock);
 936                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_rwlock);
 937                 return (KMEM_CBRC_LATER);
 938         }
 939
 940         /*
 941          * A dbuf may be removed (evicted) without an active dnode hold. In that
 942          * case, the dbuf count is decremented under the handle lock before the
 943          * dbuf's hold is released. This order ensures that if we count the hold
 944          * after the dbuf is removed but before its hold is released, we will
 945          * treat the unmatched hold as active and exit safely. If we count the
 946          * hold before the dbuf is removed, the hold is discounted, and the
 947          * removal is blocked until the move completes.
 948          */
 949         refcount = refcount_count(&odn->dn_holds);
 950         ASSERT(refcount >= 0);
 951         dbufs = odn->dn_dbufs_count;
 952
 953         /* We can't have more dbufs than dnode holds. */
 954         ASSERT3U(dbufs, <=, refcount);
 955         DTRACE_PROBE3(dnode__move, dnode_t *, odn, int64_t, refcount,
 956             uint32_t, dbufs);
 957
 958         if (refcount > dbufs) {
 959                 rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
 960                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
 961                 mutex_exit(&os->os_lock);
 962                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_active);
 963                 return (KMEM_CBRC_LATER);
 964         }
 965
 966         rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
 967
 968         /*
 969          * At this point we know that anyone with a hold on the dnode is not
 970          * actively referencing it. The dnode is known and in a valid state to
 971          * move. We're holding the locks needed to execute the critical section.
 972          */
 973         dnode_move_impl(odn, ndn);
 974
 975         list_link_replace(&odn->dn_link, &ndn->dn_link);
 976         /* If the dnode was safe to move, the refcount cannot have changed. */
 977         ASSERT(refcount == refcount_count(&ndn->dn_holds));
 978         ASSERT(dbufs == ndn->dn_dbufs_count);
 979         zrl_exit(&ndn->dn_handle->dnh_zrlock); /* handle has moved */
 980         mutex_exit(&os->os_lock);
 981
 982         return (KMEM_CBRC_YES);
 983 }
 984 #endif  /* illumos */
 985 #endif  /* _KERNEL */
 986
 987 void
 988 dnode_special_close(dnode_handle_t *dnh)
 989 {
 990         dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
 991
 992         /*
 993          * Wait for final references to the dnode to clear.  This can
 994          * only happen if the arc is asyncronously evicting state that
 995          * has a hold on this dnode while we are trying to evict this
 996          * dnode.
 997          */
 998         while (refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
 999                 delay(1);
1000         ASSERT(dn->dn_dbuf == NULL ||
1001             dmu_buf_get_user(&dn->dn_dbuf->db) == NULL);
1002         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1003         dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
1004         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1005         dnh->dnh_dnode = NULL;
1006 }
1007
1008 void
1009 dnode_special_open(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object,
1010     dnode_handle_t *dnh)
1011 {
1012         dnode_t *dn;
1013
1014         dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object, dnh);
1015         zrl_init(&dnh->dnh_zrlock);
1016         DNODE_VERIFY(dn);
1017 }
1018
1019 static void
1020 dnode_buf_evict_async(void *dbu)
1021 {
1022         dnode_children_t *children_dnodes = dbu;
1023         int i;
1024
1025         for (i = 0; i < children_dnodes->dnc_count; i++) {
1026                 dnode_handle_t *dnh = &children_dnodes->dnc_children[i];
1027                 dnode_t *dn;
1028
1029                 /*
1030                  * The dnode handle lock guards against the dnode moving to
1031                  * another valid address, so there is no need here to guard
1032                  * against changes to or from NULL.
1033                  */
1034                 if (dnh->dnh_dnode == NULL) {
1035                         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1036                         continue;
1037                 }
1038
1039                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1040                 dn = dnh->dnh_dnode;
1041                 /*
1042                  * If there are holds on this dnode, then there should
1043                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
1044                  * it wouldn't be eligible for eviction and this function
1045                  * would not have been called.
1046                  */
1047                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
1048                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
1049
1050                 dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
1051                 zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1052                 dnh->dnh_dnode = NULL;
1053         }
1054         kmem_free(children_dnodes, sizeof (dnode_children_t) +
1055             children_dnodes->dnc_count * sizeof (dnode_handle_t));
1056 }
1057
1058 /*
1059  * errors:
1060  * EINVAL - invalid object number.
1061  * EIO - i/o error.
1062  * succeeds even for free dnodes.
1063  */
1064 int
1065 dnode_hold_impl(objset_t *os, uint64_t object, int flag,
1066     void *tag, dnode_t **dnp)
1067 {
1068         int epb, idx, err;
1069         int drop_struct_lock = FALSE;
1070         int type;
1071         uint64_t blk;
1072         dnode_t *mdn, *dn;
1073         dmu_buf_impl_t *db;
1074         dnode_children_t *children_dnodes;
1075         dnode_handle_t *dnh;
1076
1077         /*
1078          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
1079          * be asking the DMU to do *anything* unless it's the root pool
1080          * which may require us to read from the root filesystem while
1081          * holding some (not all) of the locks as writer.
1082          */
1083         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0 ||
1084             (spa_is_root(os->os_spa) &&
1085             spa_config_held(os->os_spa, SCL_STATE, RW_WRITER)));
1086
1087         ASSERT((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) || (flag & DNODE_MUST_BE_FREE));
1088
1089         if (object == DMU_USERUSED_OBJECT || object == DMU_GROUPUSED_OBJECT) {
1090                 dn = (object == DMU_USERUSED_OBJECT) ?
1091                     DMU_USERUSED_DNODE(os) : DMU_GROUPUSED_DNODE(os);
1092                 if (dn == NULL)
1093                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1094                 type = dn->dn_type;
1095                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE)
1096                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1097                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)
1098                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1099                 DNODE_VERIFY(dn);
1100                 (void) refcount_add(&dn->dn_holds, tag);
1101                 *dnp = dn;
1102                 return (0);
1103         }
1104
1105         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
1106                 return (SET_ERROR(EINVAL));
1107
1108         mdn = DMU_META_DNODE(os);
1109         ASSERT(mdn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1110
1111         DNODE_VERIFY(mdn);
1112
1113         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
1114                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1115                 drop_struct_lock = TRUE;
1116         }
1117
1118         blk = dbuf_whichblock(mdn, 0, object * sizeof (dnode_phys_t));
1119
1120         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
1121         if (drop_struct_lock)
1122                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
1123         if (db == NULL)
1124                 return (SET_ERROR(EIO));
1125         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL);
1126         if (err) {
1127                 dbuf_rele(db, FTAG);
1128                 return (err);
1129         }
1130
1131         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
1132         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1133
1134         idx = object & (epb-1);
1135
1136         ASSERT(DB_DNODE(db)->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1137         children_dnodes = dmu_buf_get_user(&db->db);
1138         if (children_dnodes == NULL) {
1139                 int i;
1140                 dnode_children_t *winner;
1141                 children_dnodes = kmem_zalloc(sizeof (dnode_children_t) +
1142                     epb * sizeof (dnode_handle_t), KM_SLEEP);
1143                 children_dnodes->dnc_count = epb;
1144                 dnh = &children_dnodes->dnc_children[0];
1145                 for (i = 0; i < epb; i++) {
1146                         zrl_init(&dnh[i].dnh_zrlock);
1147                 }
1148                 dmu_buf_init_user(&children_dnodes->dnc_dbu, NULL,
1149                     dnode_buf_evict_async, NULL);
1150                 winner = dmu_buf_set_user(&db->db, &children_dnodes->dnc_dbu);
1151                 if (winner != NULL) {
1152
1153                         for (i = 0; i < epb; i++) {
1154                                 zrl_destroy(&dnh[i].dnh_zrlock);
1155                         }
1156
1157                         kmem_free(children_dnodes, sizeof (dnode_children_t) +
1158                             epb * sizeof (dnode_handle_t));
1159                         children_dnodes = winner;
1160                 }
1161         }
1162         ASSERT(children_dnodes->dnc_count == epb);
1163
1164         dnh = &children_dnodes->dnc_children[idx];
1165         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1166         dn = dnh->dnh_dnode;
1167         if (dn == NULL) {
1168                 dnode_phys_t *phys = (dnode_phys_t *)db->db.db_data+idx;
1169
1170                 dn = dnode_create(os, phys, db, object, dnh);
1171         }
1172
1173         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1174         type = dn->dn_type;
1175         if (dn->dn_free_txg ||
1176             ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE) ||
1177             ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) &&
1178             (type != DMU_OT_NONE || !refcount_is_zero(&dn->dn_holds)))) {
1179                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1180                 zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1181                 dbuf_rele(db, FTAG);
1182                 return ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) ? ENOENT : EEXIST);
1183         }
1184         if (refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
1185                 dbuf_add_ref(db, dnh);
1186         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1187
1188         /* Now we can rely on the hold to prevent the dnode from moving. */
1189         zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1190
1191         DNODE_VERIFY(dn);
1192         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
1193         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
1194         dbuf_rele(db, FTAG);
1195
1196         *dnp = dn;
1197         return (0);
1198 }
1199
1200 /*
1201  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
1202  */
1203 int
1204 dnode_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dnode_t **dnp)
1205 {
1206         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, tag, dnp));
1207 }
1208
1209 /*
1210  * Can only add a reference if there is already at least one
1211  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
1212  * new reference.
1213  */
1214 boolean_t
1215 dnode_add_ref(dnode_t *dn, void *tag)
1216 {
1217         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1218         if (refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
1219                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1220                 return (FALSE);
1221         }
1222         VERIFY(1 < refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
1223         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1224         return (TRUE);
1225 }
1226
1227 void
1228 dnode_rele(dnode_t *dn, void *tag)
1229 {
1230         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1231         dnode_rele_and_unlock(dn, tag, B_FALSE);
1232 }
1233
1234 void
1235 dnode_rele_and_unlock(dnode_t *dn, void *tag, boolean_t evicting)
1236 {
1237         uint64_t refs;
1238         /* Get while the hold prevents the dnode from moving. */
1239         dmu_buf_impl_t *db = dn->dn_dbuf;
1240         dnode_handle_t *dnh = dn->dn_handle;
1241
1242         refs = refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
1243         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1244
1245         /*
1246          * It's unsafe to release the last hold on a dnode by dnode_rele() or
1247          * indirectly by dbuf_rele() while relying on the dnode handle to
1248          * prevent the dnode from moving, since releasing the last hold could
1249          * result in the dnode's parent dbuf evicting its dnode handles. For
1250          * that reason anyone calling dnode_rele() or dbuf_rele() without some
1251          * other direct or indirect hold on the dnode must first drop the dnode
1252          * handle.
1253          */
1254         ASSERT(refs > 0 || dnh->dnh_zrlock.zr_owner != curthread);
1255
1256         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
1257         if (refs == 0 && db != NULL) {
1258                 /*
1259                  * Another thread could add a hold to the dnode handle in
1260                  * dnode_hold_impl() while holding the parent dbuf. Since the
1261                  * hold on the parent dbuf prevents the handle from being
1262                  * destroyed, the hold on the handle is OK. We can't yet assert
1263                  * that the handle has zero references, but that will be
1264                  * asserted anyway when the handle gets destroyed.
1265                  */
1266                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1267                 dbuf_rele_and_unlock(db, dnh, evicting);
1268         }
1269 }
1270
1271 void
1272 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1273 {
1274         objset_t *os = dn->dn_objset;
1275         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1276
1277         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
1278                 dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1279                 return;
1280         }
1281
1282         DNODE_VERIFY(dn);
1283
1284 #ifdef ZFS_DEBUG
1285         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1286         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
1287         ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg);
1288         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1289 #endif
1290
1291         /*
1292          * Determine old uid/gid when necessary
1293          */
1294         dmu_objset_userquota_get_ids(dn, B_TRUE, tx);
1295
1296         multilist_t *dirtylist = os->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK];
1297         multilist_sublist_t *mls = multilist_sublist_lock_obj(dirtylist, dn);
1298
1299         /*
1300          * If we are already marked dirty, we're done.
1301          */
1302         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
1303                 multilist_sublist_unlock(mls);
1304                 return;
1305         }
1306
1307         ASSERT(!refcount_is_zero(&dn->dn_holds) ||
1308             !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
1309         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
1310         ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[txg&TXG_MASK]);
1311         ASSERT0(dn->dn_next_blksz[txg&TXG_MASK]);
1312         ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[txg&TXG_MASK]);
1313
1314         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
1315             dn->dn_object, txg);
1316
1317         multilist_sublist_insert_head(mls, dn);
1318
1319         multilist_sublist_unlock(mls);
1320
1321         /*
1322          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
1323          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
1324          * dbuf maintains a hold on the dnode.  When the last child
1325          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
1326          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
1327          * dnode will hang around after we finish processing its
1328          * children.
1329          */
1330         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
1331
1332         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
1333
1334         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1335 }
1336
1337 void
1338 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1339 {
1340         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1341         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
1342                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1343                 return;
1344         }
1345         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
1346         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1347
1348         dnode_setdirty(dn, tx);
1349 }
1350
1351 /*
1352  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
1353  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
1354  */
1355 int
1356 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
1357 {
1358         dmu_buf_impl_t *db;
1359         int err;
1360
1361         ASSERT3U(size, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
1362         if (size == 0)
1363                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
1364         else
1365                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
1366
1367         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
1368                 ibs = 0;
1369
1370         if (size >> SPA_MINBLOCKSHIFT == dn->dn_datablkszsec && ibs == 0)
1371                 return (0);
1372
1373         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1374
1375         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
1376         if (dn->dn_maxblkid != 0)
1377                 goto fail;
1378
1379         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1380         for (db = avl_first(&dn->dn_dbufs); db != NULL;
1381             db = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db)) {
1382                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1383                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1384                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1385                         goto fail;
1386                 }
1387         }
1388         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1389
1390         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
1391                 goto fail;
1392
1393         /* resize the old block */
1394         err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FALSE, FTAG, &db);
1395         if (err == 0)
1396                 dbuf_new_size(db, size, tx);
1397         else if (err != ENOENT)
1398                 goto fail;
1399
1400         dnode_setdblksz(dn, size);
1401         dnode_setdirty(dn, tx);
1402         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = size;
1403         if (ibs) {
1404                 dn->dn_indblkshift = ibs;
1405                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg&TXG_MASK] = ibs;
1406         }
1407         /* rele after we have fixed the blocksize in the dnode */
1408         if (db)
1409                 dbuf_rele(db, FTAG);
1410
1411         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1412         return (0);
1413
1414 fail:
1415         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1416         return (SET_ERROR(ENOTSUP));
1417 }
1418
1419 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
1420 void
1421 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read)
1422 {
1423         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1424         int epbs, new_nlevels;
1425         uint64_t sz;
1426
1427         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1428
1429         ASSERT(have_read ?
1430             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
1431             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1432
1433         /*
1434          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
1435          * before upgrading to a write-lock.
1436          */
1437         if (have_read) {
1438                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
1439                         return;
1440
1441                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1442                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1443                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1444                 }
1445         }
1446
1447         if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
1448                 goto out;
1449
1450         dn->dn_maxblkid = blkid;
1451
1452         /*
1453          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
1454          */
1455         new_nlevels = 1;
1456         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1457         for (sz = dn->dn_nblkptr;
1458             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
1459                 new_nlevels++;
1460
1461         if (new_nlevels > dn->dn_nlevels) {
1462                 int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
1463                 dmu_buf_impl_t *db;
1464                 list_t *list;
1465                 dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
1466
1467                 dn->dn_nlevels = new_nlevels;
1468
1469                 ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
1470                 dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
1471
1472                 /* dirty the left indirects */
1473                 db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
1474                 ASSERT(db != NULL);
1475                 new = dbuf_dirty(db, tx);
1476                 dbuf_rele(db, FTAG);
1477
1478                 /* transfer the dirty records to the new indirect */
1479                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1480                 mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
1481                 list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
1482                 for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
1483                         dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1484                         if (dr->dr_dbuf->db_level != new_nlevels-1 &&
1485                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1486                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1487                                 ASSERT(dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels-1);
1488                                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1489                                 list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
1490                                 dr->dr_parent = new;
1491                         }
1492                 }
1493                 mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
1494                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1495         }
1496
1497 out:
1498         if (have_read)
1499                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
1500 }
1501
1502 static void
1503 dnode_dirty_l1(dnode_t *dn, uint64_t l1blkid, dmu_tx_t *tx)
1504 {
1505         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dn, 1, l1blkid, FTAG);
1506         if (db != NULL) {
1507                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1508                 dbuf_rele(db, FTAG);
1509         }
1510 }
1511
1512 /*
1513  * Dirty all the in-core level-1 dbufs in the range specified by start_blkid
1514  * and end_blkid.
1515  */
1516 static void
1517 dnode_dirty_l1range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
1518     dmu_tx_t *tx)
1519 {
1520         dmu_buf_impl_t db_search;
1521         dmu_buf_impl_t *db;
1522         avl_index_t where;
1523
1524         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1525
1526         db_search.db_level = 1;
1527         db_search.db_blkid = start_blkid + 1;
1528         db_search.db_state = DB_SEARCH;
1529         for (;;) {
1530
1531                 db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
1532                 if (db == NULL)
1533                         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
1534
1535                 if (db == NULL || db->db_level != 1 ||
1536                     db->db_blkid >= end_blkid) {
1537                         break;
1538                 }
1539
1540                 /*
1541                  * Setup the next blkid we want to search for.
1542                  */
1543                 db_search.db_blkid = db->db_blkid + 1;
1544                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
1545
1546                 /*
1547                  * If the dbuf transitions to DB_EVICTING while we're trying
1548                  * to dirty it, then we will be unable to discover it in
1549                  * the dbuf hash table. This will result in a call to
1550                  * dbuf_create() which needs to acquire the dn_dbufs_mtx
1551                  * lock. To avoid a deadlock, we drop the lock before
1552                  * dirtying the level-1 dbuf.
1553                  */
1554                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1555                 dnode_dirty_l1(dn, db->db_blkid, tx);
1556                 mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1557         }
1558
1559 #ifdef ZFS_DEBUG
1560         /*
1561          * Walk all the in-core level-1 dbufs and verify they have been dirtied.
1562          */
1563         db_search.db_level = 1;
1564         db_search.db_blkid = start_blkid + 1;
1565         db_search.db_state = DB_SEARCH;
1566         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
1567         if (db == NULL)
1568                 db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
1569         for (; db != NULL; db = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db)) {
1570                 if (db->db_level != 1 || db->db_blkid >= end_blkid)
1571                         break;
1572                 ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
1573         }
1574 #endif
1575         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1576 }
1577
1578 void
1579 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
1580 {
1581         dmu_buf_impl_t *db;
1582         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
1583         int blksz, blkshift, head, tail;
1584         int trunc = FALSE;
1585         int epbs;
1586
1587         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1588         blksz = dn->dn_datablksz;
1589         blkshift = dn->dn_datablkshift;
1590         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1591
1592         if (len == DMU_OBJECT_END) {
1593                 len = UINT64_MAX - off;
1594                 trunc = TRUE;
1595         }
1596
1597         /*
1598          * First, block align the region to free:
1599          */
1600         if (ISP2(blksz)) {
1601                 head = P2NPHASE(off, blksz);
1602                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
1603                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1604                         goto out;
1605         } else {
1606                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
1607                 if (off == 0 && len >= blksz) {
1608                         /*
1609                          * Freeing the whole block; fast-track this request.
1610                          */
1611                         blkid = 0;
1612                         nblks = 1;
1613                         if (dn->dn_nlevels > 1)
1614                                 dnode_dirty_l1(dn, 0, tx);
1615                         goto done;
1616                 } else if (off >= blksz) {
1617                         /* Freeing past end-of-data */
1618                         goto out;
1619                 } else {
1620                         /* Freeing part of the block. */
1621                         head = blksz - off;
1622                         ASSERT3U(head, >, 0);
1623                 }
1624                 blkoff = off;
1625         }
1626         /* zero out any partial block data at the start of the range */
1627         if (head) {
1628                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
1629                 if (len < head)
1630                         head = len;
1631                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, 0, off),
1632                     TRUE, FALSE, FTAG, &db) == 0) {
1633                         caddr_t data;
1634
1635                         /* don't dirty if it isn't on disk and isn't dirty */
1636                         if (db->db_last_dirty ||
1637                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1638                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1639                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1640                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1641                                 data = db->db.db_data;
1642                                 bzero(data + blkoff, head);
1643                         }
1644                         dbuf_rele(db, FTAG);
1645                 }
1646                 off += head;
1647                 len -= head;
1648         }
1649
1650         /* If the range was less than one block, we're done */
1651         if (len == 0)
1652                 goto out;
1653
1654         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
1655         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1656                 goto out;
1657
1658         ASSERT(ISP2(blksz));
1659         if (trunc)
1660                 tail = 0;
1661         else
1662                 tail = P2PHASE(len, blksz);
1663
1664         ASSERT0(P2PHASE(off, blksz));
1665         /* zero out any partial block data at the end of the range */
1666         if (tail) {
1667                 if (len < tail)
1668                         tail = len;
1669                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, 0, off+len),
1670                     TRUE, FALSE, FTAG, &db) == 0) {
1671                         /* don't dirty if not on disk and not dirty */
1672                         if (db->db_last_dirty ||
1673                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1674                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1675                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1676                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1677                                 bzero(db->db.db_data, tail);
1678                         }
1679                         dbuf_rele(db, FTAG);
1680                 }
1681                 len -= tail;
1682         }
1683
1684         /* If the range did not include a full block, we are done */
1685         if (len == 0)
1686                 goto out;
1687
1688         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
1689         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
1690         blkid = off >> blkshift;
1691         nblks = len >> blkshift;
1692         if (trunc)
1693                 nblks += 1;
1694
1695         /*
1696          * Dirty all the indirect blocks in this range.  Note that only
1697          * the first and last indirect blocks can actually be written
1698          * (if they were partially freed) -- they must be dirtied, even if
1699          * they do not exist on disk yet.  The interior blocks will
1700          * be freed by free_children(), so they will not actually be written.
1701          * Even though these interior blocks will not be written, we
1702          * dirty them for two reasons:
1703          *
1704          *  - It ensures that the indirect blocks remain in memory until
1705          *    syncing context.  (They have already been prefetched by
1706          *    dmu_tx_hold_free(), so we don't have to worry about reading
1707          *    them serially here.)
1708          *
1709          *  - The dirty space accounting will put pressure on the txg sync
1710          *    mechanism to begin syncing, and to delay transactions if there
1711          *    is a large amount of freeing.  Even though these indirect
1712          *    blocks will not be written, we could need to write the same
1713          *    amount of space if we copy the freed BPs into deadlists.
1714          */
1715         if (dn->dn_nlevels > 1) {
1716                 uint64_t first, last;
1717
1718                 first = blkid >> epbs;
1719                 dnode_dirty_l1(dn, first, tx);
1720                 if (trunc)
1721                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
1722                 else
1723                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
1724                 if (last != first)
1725                         dnode_dirty_l1(dn, last, tx);
1726
1727                 dnode_dirty_l1range(dn, first, last, tx);
1728
1729                 int shift = dn->dn_datablkshift + dn->dn_indblkshift -
1730                     SPA_BLKPTRSHIFT;
1731                 for (uint64_t i = first + 1; i < last; i++) {
1732                         /*
1733                          * Set i to the blockid of the next non-hole
1734                          * level-1 indirect block at or after i.  Note
1735                          * that dnode_next_offset() operates in terms of
1736                          * level-0-equivalent bytes.
1737                          */
1738                         uint64_t ibyte = i << shift;
1739                         int err = dnode_next_offset(dn, DNODE_FIND_HAVELOCK,
1740                             &ibyte, 2, 1, 0);
1741                         i = ibyte >> shift;
1742                         if (i >= last)
1743                                 break;
1744
1745                         /*
1746                          * Normally we should not see an error, either
1747                          * from dnode_next_offset() or dbuf_hold_level()
1748                          * (except for ESRCH from dnode_next_offset).
1749                          * If there is an i/o error, then when we read
1750                          * this block in syncing context, it will use
1751                          * ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, and thus hang/panic according
1752                          * to the "failmode" property.  dnode_next_offset()
1753                          * doesn't have a flag to indicate MUSTSUCCEED.
1754                          */
1755                         if (err != 0)
1756                                 break;
1757
1758                         dnode_dirty_l1(dn, i, tx);
1759                 }
1760         }
1761
1762 done:
1763         /*
1764          * Add this range to the dnode range list.
1765          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
1766          */
1767         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1768         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1769         if (dn->dn_free_ranges[txgoff] == NULL) {
1770                 dn->dn_free_ranges[txgoff] = range_tree_create(NULL, NULL);
1771         }
1772         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
1773         range_tree_add(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
1774         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
1775             blkid, nblks, tx->tx_txg);
1776         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1777
1778         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
1779         dnode_setdirty(dn, tx);
1780 out:
1781
1782         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1783 }
1784
1785 static boolean_t
1786 dnode_spill_freed(dnode_t *dn)
1787 {
1788         int i;
1789
1790         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1791         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1792                 if (dn->dn_rm_spillblk[i] == DN_KILL_SPILLBLK)
1793                         break;
1794         }
1795         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1796         return (i < TXG_SIZE);
1797 }
1798
1799 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
1800 uint64_t
1801 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
1802 {
1803         void *dp = spa_get_dsl(dn->dn_objset->os_spa);
1804         int i;
1805
1806         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID)
1807                 return (FALSE);
1808
1809         /*
1810          * If we're in the process of opening the pool, dp will not be
1811          * set yet, but there shouldn't be anything dirty.
1812          */
1813         if (dp == NULL)
1814                 return (FALSE);
1815
1816         if (dn->dn_free_txg)
1817                 return (TRUE);
1818
1819         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1820                 return (dnode_spill_freed(dn));
1821
1822         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1823         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1824                 if (dn->dn_free_ranges[i] != NULL &&
1825                     range_tree_contains(dn->dn_free_ranges[i], blkid, 1))
1826                         break;
1827         }
1828         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1829         return (i < TXG_SIZE);
1830 }
1831
1832 /* call from syncing context when we actually write/free space for this dnode */
1833 void
1834 dnode_diduse_space(dnode_t *dn, int64_t delta)
1835 {
1836         uint64_t space;
1837         dprintf_dnode(dn, "dn=%p dnp=%p used=%llu delta=%lld\n",
1838             dn, dn->dn_phys,
1839             (u_longlong_t)dn->dn_phys->dn_used,
1840             (longlong_t)delta);
1841
1842         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1843         space = DN_USED_BYTES(dn->dn_phys);
1844         if (delta > 0) {
1845                 ASSERT3U(space + delta, >=, space); /* no overflow */
1846         } else {
1847                 ASSERT3U(space, >=, -delta); /* no underflow */
1848         }
1849         space += delta;
1850         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_DNODE_BYTES) {
1851                 ASSERT((dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) == 0);
1852                 ASSERT0(P2PHASE(space, 1<<DEV_BSHIFT));
1853                 dn->dn_phys->dn_used = space >> DEV_BSHIFT;
1854         } else {
1855                 dn->dn_phys->dn_used = space;
1856                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_USED_BYTES;
1857         }
1858         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1859 }
1860
1861 /*
1862  * Scans a block at the indicated "level" looking for a hole or data,
1863  * depending on 'flags'.
1864  *
1865  * If level > 0, then we are scanning an indirect block looking at its
1866  * pointers.  If level == 0, then we are looking at a block of dnodes.
1867  *
1868  * If we don't find what we are looking for in the block, we return ESRCH.
1869  * Otherwise, return with *offset pointing to the beginning (if searching
1870  * forwards) or end (if searching backwards) of the range covered by the
1871  * block pointer we matched on (or dnode).
1872  *
1873  * The basic search algorithm used below by dnode_next_offset() is to
1874  * use this function to search up the block tree (widen the search) until
1875  * we find something (i.e., we don't return ESRCH) and then search back
1876  * down the tree (narrow the search) until we reach our original search
1877  * level.
1878  */
1879 static int
1880 dnode_next_offset_level(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1881     int lvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1882 {
1883         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
1884         void *data = NULL;
1885         uint64_t epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1886         uint64_t epb = 1ULL << epbs;
1887         uint64_t minfill, maxfill;
1888         boolean_t hole;
1889         int i, inc, error, span;
1890
1891         dprintf("probing object %llu offset %llx level %d of %u\n",
1892             dn->dn_object, *offset, lvl, dn->dn_phys->dn_nlevels);
1893
1894         hole = ((flags & DNODE_FIND_HOLE) != 0);
1895         inc = (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS) ? -1 : 1;
1896         ASSERT(txg == 0 || !hole);
1897
1898         if (lvl == dn->dn_phys->dn_nlevels) {
1899                 error = 0;
1900                 epb = dn->dn_phys->dn_nblkptr;
1901                 data = dn->dn_phys->dn_blkptr;
1902         } else {
1903                 uint64_t blkid = dbuf_whichblock(dn, lvl, *offset);
1904                 error = dbuf_hold_impl(dn, lvl, blkid, TRUE, FALSE, FTAG, &db);
1905                 if (error) {
1906                         if (error != ENOENT)
1907                                 return (error);
1908                         if (hole)
1909                                 return (0);
1910                         /*
1911                          * This can only happen when we are searching up
1912                          * the block tree for data.  We don't really need to
1913                          * adjust the offset, as we will just end up looking
1914                          * at the pointer to this block in its parent, and its
1915                          * going to be unallocated, so we will skip over it.
1916                          */
1917                         return (SET_ERROR(ESRCH));
1918                 }
1919                 error = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL | DB_RF_HAVESTRUCT);
1920                 if (error) {
1921                         dbuf_rele(db, FTAG);
1922                         return (error);
1923                 }
1924                 data = db->db.db_data;
1925         }
1926
1927
1928         if (db != NULL && txg != 0 && (db->db_blkptr == NULL ||
1929             db->db_blkptr->blk_birth <= txg ||
1930             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1931                 /*
1932                  * This can only happen when we are searching up the tree
1933                  * and these conditions mean that we need to keep climbing.
1934                  */
1935                 error = SET_ERROR(ESRCH);
1936         } else if (lvl == 0) {
1937                 dnode_phys_t *dnp = data;
1938                 span = DNODE_SHIFT;
1939                 ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1940
1941                 for (i = (*offset >> span) & (blkfill - 1);
1942                     i >= 0 && i < blkfill; i += inc) {
1943                         if ((dnp[i].dn_type == DMU_OT_NONE) == hole)
1944                                 break;
1945                         *offset += (1ULL << span) * inc;
1946                 }
1947                 if (i < 0 || i == blkfill)
1948                         error = SET_ERROR(ESRCH);
1949         } else {
1950                 blkptr_t *bp = data;
1951                 uint64_t start = *offset;
1952                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
1953                 minfill = 0;
1954                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
1955
1956                 if (hole)
1957                         maxfill--;
1958                 else
1959                         minfill++;
1960
1961                 *offset = *offset >> span;
1962                 for (i = BF64_GET(*offset, 0, epbs);
1963                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
1964                         if (BP_GET_FILL(&bp[i]) >= minfill &&
1965                             BP_GET_FILL(&bp[i]) <= maxfill &&
1966                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
1967                                 break;
1968                         if (inc > 0 || *offset > 0)
1969                                 *offset += inc;
1970                 }
1971                 *offset = *offset << span;
1972                 if (inc < 0) {
1973                         /* traversing backwards; position offset at the end */
1974                         ASSERT3U(*offset, <=, start);
1975                         *offset = MIN(*offset + (1ULL << span) - 1, start);
1976                 } else if (*offset < start) {
1977                         *offset = start;
1978                 }
1979                 if (i < 0 || i >= epb)
1980                         error = SET_ERROR(ESRCH);
1981         }
1982
1983         if (db)
1984                 dbuf_rele(db, FTAG);
1985
1986         return (error);
1987 }
1988
1989 /*
1990  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
1991  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
1992  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
1993  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
1994  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
1995  *
1996  * Examples:
1997  *
1998  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
1999  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
2000  *      Used in dmu_offset_next().
2001  *
2002  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
2003  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
2004  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
2005  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
2006  *      Used in dmu_object_next().
2007  *
2008  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
2009  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
2010  *      Used in dmu_object_alloc().
2011  */
2012 int
2013 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
2014     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
2015 {
2016         uint64_t initial_offset = *offset;
2017         int lvl, maxlvl;
2018         int error = 0;
2019
2020         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
2021                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2022
2023         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
2024                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2025                 goto out;
2026         }
2027
2028         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
2029                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
2030                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
2031                                 *offset = dn->dn_datablksz;
2032                 } else {
2033                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2034                 }
2035                 goto out;
2036         }
2037
2038         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2039
2040         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
2041                 error = dnode_next_offset_level(dn,
2042                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
2043                 if (error != ESRCH)
2044                         break;
2045         }
2046
2047         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
2048                 error = dnode_next_offset_level(dn,
2049                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
2050         }
2051
2052         /*
2053          * There's always a "virtual hole" at the end of the object, even
2054          * if all BP's which physically exist are non-holes.
2055          */
2056         if ((flags & DNODE_FIND_HOLE) && error == ESRCH && txg == 0 &&
2057             minlvl == 1 && blkfill == 1 && !(flags & DNODE_FIND_BACKWARDS)) {
2058                 error = 0;
2059         }
2060
2061         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
2062             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
2063                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2064 out:
2065         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
2066                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2067
2068         return (error);
2069 }