]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dnode.c
MFC r269229,269404,269466: MFV r269223:
[FreeBSD/stable/10.git] / 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, 2014 by Delphix. All rights reserved.
24  */
25
26 #include <sys/zfs_context.h>
27 #include <sys/dbuf.h>
28 #include <sys/dnode.h>
29 #include <sys/dmu.h>
30 #include <sys/dmu_impl.h>
31 #include <sys/dmu_tx.h>
32 #include <sys/dmu_objset.h>
33 #include <sys/dsl_dir.h>
34 #include <sys/dsl_dataset.h>
35 #include <sys/spa.h>
36 #include <sys/zio.h>
37 #include <sys/dmu_zfetch.h>
38 #include <sys/range_tree.h>
39
40 static kmem_cache_t *dnode_cache;
41 /*
42  * Define DNODE_STATS to turn on statistic gathering. By default, it is only
43  * turned on when DEBUG is also defined.
44  */
45 #ifdef  DEBUG
46 #define DNODE_STATS
47 #endif  /* DEBUG */
48
49 #ifdef  DNODE_STATS
50 #define DNODE_STAT_ADD(stat)                    ((stat)++)
51 #else
52 #define DNODE_STAT_ADD(stat)                    /* nothing */
53 #endif  /* DNODE_STATS */
54
55 static dnode_phys_t dnode_phys_zero;
56
57 int zfs_default_bs = SPA_MINBLOCKSHIFT;
58 int zfs_default_ibs = DN_MAX_INDBLKSHIFT;
59
60 #ifdef sun
61 static kmem_cbrc_t dnode_move(void *, void *, size_t, void *);
62 #endif
63
64 static int
65 dbuf_compare(const void *x1, const void *x2)
66 {
67         const dmu_buf_impl_t *d1 = x1;
68         const dmu_buf_impl_t *d2 = x2;
69
70         if (d1->db_level < d2->db_level) {
71                 return (-1);
72         } else if (d1->db_level > d2->db_level) {
73                 return (1);
74         }
75
76         if (d1->db_blkid < d2->db_blkid) {
77                 return (-1);
78         } else if (d1->db_blkid > d2->db_blkid) {
79                 return (1);
80         }
81
82         /*
83          * If a dbuf is being evicted while dn_dbufs_mutex is not held, we set
84          * the db_state to DB_EVICTING but do not remove it from dn_dbufs. If
85          * another thread creates a dbuf of the same blkid before the dbuf is
86          * removed from dn_dbufs, we can reach a state where there are two
87          * dbufs of the same blkid and level in db_dbufs. To maintain the avl
88          * invariant that there cannot be duplicate items, we distinguish
89          * between these two dbufs based on the time they were created.
90          */
91         if (d1->db_creation < d2->db_creation) {
92                 return (-1);
93         } else if (d1->db_creation > d2->db_creation) {
94                 return (1);
95         } else {
96                 ASSERT3P(d1, ==, d2);
97                 return (0);
98         }
99 }
100
101 /* ARGSUSED */
102 static int
103 dnode_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
104 {
105         dnode_t *dn = arg;
106         int i;
107
108         rw_init(&dn->dn_struct_rwlock, NULL, RW_DEFAULT, NULL);
109         mutex_init(&dn->dn_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
110         mutex_init(&dn->dn_dbufs_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
111         cv_init(&dn->dn_notxholds, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
112
113         /*
114          * Every dbuf has a reference, and dropping a tracked reference is
115          * O(number of references), so don't track dn_holds.
116          */
117         refcount_create_untracked(&dn->dn_holds);
118         refcount_create(&dn->dn_tx_holds);
119         list_link_init(&dn->dn_link);
120
121         bzero(&dn->dn_next_nblkptr[0], sizeof (dn->dn_next_nblkptr));
122         bzero(&dn->dn_next_nlevels[0], sizeof (dn->dn_next_nlevels));
123         bzero(&dn->dn_next_indblkshift[0], sizeof (dn->dn_next_indblkshift));
124         bzero(&dn->dn_next_bonustype[0], sizeof (dn->dn_next_bonustype));
125         bzero(&dn->dn_rm_spillblk[0], sizeof (dn->dn_rm_spillblk));
126         bzero(&dn->dn_next_bonuslen[0], sizeof (dn->dn_next_bonuslen));
127         bzero(&dn->dn_next_blksz[0], sizeof (dn->dn_next_blksz));
128
129         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
130                 list_link_init(&dn->dn_dirty_link[i]);
131                 dn->dn_free_ranges[i] = NULL;
132                 list_create(&dn->dn_dirty_records[i],
133                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
134                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
135         }
136
137         dn->dn_allocated_txg = 0;
138         dn->dn_free_txg = 0;
139         dn->dn_assigned_txg = 0;
140         dn->dn_dirtyctx = 0;
141         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
142         dn->dn_bonus = NULL;
143         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
144         dn->dn_zio = NULL;
145         dn->dn_oldused = 0;
146         dn->dn_oldflags = 0;
147         dn->dn_olduid = 0;
148         dn->dn_oldgid = 0;
149         dn->dn_newuid = 0;
150         dn->dn_newgid = 0;
151         dn->dn_id_flags = 0;
152
153         dn->dn_dbufs_count = 0;
154         dn->dn_unlisted_l0_blkid = 0;
155         avl_create(&dn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
156             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
157
158         dn->dn_moved = 0;
159         POINTER_INVALIDATE(&dn->dn_objset);
160         return (0);
161 }
162
163 /* ARGSUSED */
164 static void
165 dnode_dest(void *arg, void *unused)
166 {
167         int i;
168         dnode_t *dn = arg;
169
170         rw_destroy(&dn->dn_struct_rwlock);
171         mutex_destroy(&dn->dn_mtx);
172         mutex_destroy(&dn->dn_dbufs_mtx);
173         cv_destroy(&dn->dn_notxholds);
174         refcount_destroy(&dn->dn_holds);
175         refcount_destroy(&dn->dn_tx_holds);
176         ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_link));
177
178         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
179                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
180                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
181                 list_destroy(&dn->dn_dirty_records[i]);
182                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
183                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
184                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
185                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
186                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
187                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
188                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
189         }
190
191         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
192         ASSERT0(dn->dn_free_txg);
193         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
194         ASSERT0(dn->dn_dirtyctx);
195         ASSERT3P(dn->dn_dirtyctx_firstset, ==, NULL);
196         ASSERT3P(dn->dn_bonus, ==, NULL);
197         ASSERT(!dn->dn_have_spill);
198         ASSERT3P(dn->dn_zio, ==, NULL);
199         ASSERT0(dn->dn_oldused);
200         ASSERT0(dn->dn_oldflags);
201         ASSERT0(dn->dn_olduid);
202         ASSERT0(dn->dn_oldgid);
203         ASSERT0(dn->dn_newuid);
204         ASSERT0(dn->dn_newgid);
205         ASSERT0(dn->dn_id_flags);
206
207         ASSERT0(dn->dn_dbufs_count);
208         ASSERT0(dn->dn_unlisted_l0_blkid);
209         avl_destroy(&dn->dn_dbufs);
210 }
211
212 void
213 dnode_init(void)
214 {
215         ASSERT(dnode_cache == NULL);
216         dnode_cache = kmem_cache_create("dnode_t",
217             sizeof (dnode_t),
218             0, dnode_cons, dnode_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
219         kmem_cache_set_move(dnode_cache, dnode_move);
220 }
221
222 void
223 dnode_fini(void)
224 {
225         kmem_cache_destroy(dnode_cache);
226         dnode_cache = NULL;
227 }
228
229
230 #ifdef ZFS_DEBUG
231 void
232 dnode_verify(dnode_t *dn)
233 {
234         int drop_struct_lock = FALSE;
235
236         ASSERT(dn->dn_phys);
237         ASSERT(dn->dn_objset);
238         ASSERT(dn->dn_handle->dnh_dnode == dn);
239
240         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
241
242         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DNODE_VERIFY))
243                 return;
244
245         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
246                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
247                 drop_struct_lock = TRUE;
248         }
249         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE || dn->dn_allocated_txg != 0) {
250                 int i;
251                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, >=, 0);
252                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
253                 if (dn->dn_datablkshift) {
254                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
255                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
256                         ASSERT3U(1<<dn->dn_datablkshift, ==, dn->dn_datablksz);
257                 }
258                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, <=, 30);
259                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_type));
260                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, >=, 1);
261                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
262                 ASSERT3U(dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
263                 ASSERT3U(dn->dn_datablksz, ==,
264                     dn->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
265                 ASSERT3U(ISP2(dn->dn_datablksz), ==, dn->dn_datablkshift != 0);
266                 ASSERT3U((dn->dn_nblkptr - 1) * sizeof (blkptr_t) +
267                     dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
268                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
269                         ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], <=, dn->dn_nlevels);
270                 }
271         }
272         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE)
273                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_nlevels, <=, dn->dn_nlevels);
274         ASSERT(DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) || dn->dn_dbuf != NULL);
275         if (dn->dn_dbuf != NULL) {
276                 ASSERT3P(dn->dn_phys, ==,
277                     (dnode_phys_t *)dn->dn_dbuf->db.db_data +
278                     (dn->dn_object % (dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT)));
279         }
280         if (drop_struct_lock)
281                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
282 }
283 #endif
284
285 void
286 dnode_byteswap(dnode_phys_t *dnp)
287 {
288         uint64_t *buf64 = (void*)&dnp->dn_blkptr;
289         int i;
290
291         if (dnp->dn_type == DMU_OT_NONE) {
292                 bzero(dnp, sizeof (dnode_phys_t));
293                 return;
294         }
295
296         dnp->dn_datablkszsec = BSWAP_16(dnp->dn_datablkszsec);
297         dnp->dn_bonuslen = BSWAP_16(dnp->dn_bonuslen);
298         dnp->dn_maxblkid = BSWAP_64(dnp->dn_maxblkid);
299         dnp->dn_used = BSWAP_64(dnp->dn_used);
300
301         /*
302          * dn_nblkptr is only one byte, so it's OK to read it in either
303          * byte order.  We can't read dn_bouslen.
304          */
305         ASSERT(dnp->dn_indblkshift <= SPA_MAXBLOCKSHIFT);
306         ASSERT(dnp->dn_nblkptr <= DN_MAX_NBLKPTR);
307         for (i = 0; i < dnp->dn_nblkptr * sizeof (blkptr_t)/8; i++)
308                 buf64[i] = BSWAP_64(buf64[i]);
309
310         /*
311          * OK to check dn_bonuslen for zero, because it won't matter if
312          * we have the wrong byte order.  This is necessary because the
313          * dnode dnode is smaller than a regular dnode.
314          */
315         if (dnp->dn_bonuslen != 0) {
316                 /*
317                  * Note that the bonus length calculated here may be
318                  * longer than the actual bonus buffer.  This is because
319                  * we always put the bonus buffer after the last block
320                  * pointer (instead of packing it against the end of the
321                  * dnode buffer).
322                  */
323                 int off = (dnp->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
324                 size_t len = DN_MAX_BONUSLEN - off;
325                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dnp->dn_bonustype));
326                 dmu_object_byteswap_t byteswap =
327                     DMU_OT_BYTESWAP(dnp->dn_bonustype);
328                 dmu_ot_byteswap[byteswap].ob_func(dnp->dn_bonus + off, len);
329         }
330
331         /* Swap SPILL block if we have one */
332         if (dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR)
333                 byteswap_uint64_array(&dnp->dn_spill, sizeof (blkptr_t));
334
335 }
336
337 void
338 dnode_buf_byteswap(void *vbuf, size_t size)
339 {
340         dnode_phys_t *buf = vbuf;
341         int i;
342
343         ASSERT3U(sizeof (dnode_phys_t), ==, (1<<DNODE_SHIFT));
344         ASSERT((size & (sizeof (dnode_phys_t)-1)) == 0);
345
346         size >>= DNODE_SHIFT;
347         for (i = 0; i < size; i++) {
348                 dnode_byteswap(buf);
349                 buf++;
350         }
351 }
352
353 void
354 dnode_setbonuslen(dnode_t *dn, int newsize, dmu_tx_t *tx)
355 {
356         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
357
358         dnode_setdirty(dn, tx);
359         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
360         ASSERT3U(newsize, <=, DN_MAX_BONUSLEN -
361             (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t));
362         dn->dn_bonuslen = newsize;
363         if (newsize == 0)
364                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_ZERO_BONUSLEN;
365         else
366                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
367         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
368 }
369
370 void
371 dnode_setbonus_type(dnode_t *dn, dmu_object_type_t newtype, dmu_tx_t *tx)
372 {
373         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
374         dnode_setdirty(dn, tx);
375         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
376         dn->dn_bonustype = newtype;
377         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
378         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
379 }
380
381 void
382 dnode_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
383 {
384         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
385         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
386         dnode_setdirty(dn, tx);
387         dn->dn_rm_spillblk[tx->tx_txg&TXG_MASK] = DN_KILL_SPILLBLK;
388         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
389 }
390
391 static void
392 dnode_setdblksz(dnode_t *dn, int size)
393 {
394         ASSERT0(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE));
395         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
396         ASSERT3U(size, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
397         ASSERT3U(size >> SPA_MINBLOCKSHIFT, <,
398             1<<(sizeof (dn->dn_phys->dn_datablkszsec) * 8));
399         dn->dn_datablksz = size;
400         dn->dn_datablkszsec = size >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
401         dn->dn_datablkshift = ISP2(size) ? highbit64(size - 1) : 0;
402 }
403
404 static dnode_t *
405 dnode_create(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, dmu_buf_impl_t *db,
406     uint64_t object, dnode_handle_t *dnh)
407 {
408         dnode_t *dn = kmem_cache_alloc(dnode_cache, KM_SLEEP);
409
410         ASSERT(!POINTER_IS_VALID(dn->dn_objset));
411         dn->dn_moved = 0;
412
413         /*
414          * Defer setting dn_objset until the dnode is ready to be a candidate
415          * for the dnode_move() callback.
416          */
417         dn->dn_object = object;
418         dn->dn_dbuf = db;
419         dn->dn_handle = dnh;
420         dn->dn_phys = dnp;
421
422         if (dnp->dn_datablkszsec) {
423                 dnode_setdblksz(dn, dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
424         } else {
425                 dn->dn_datablksz = 0;
426                 dn->dn_datablkszsec = 0;
427                 dn->dn_datablkshift = 0;
428         }
429         dn->dn_indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
430         dn->dn_nlevels = dnp->dn_nlevels;
431         dn->dn_type = dnp->dn_type;
432         dn->dn_nblkptr = dnp->dn_nblkptr;
433         dn->dn_checksum = dnp->dn_checksum;
434         dn->dn_compress = dnp->dn_compress;
435         dn->dn_bonustype = dnp->dn_bonustype;
436         dn->dn_bonuslen = dnp->dn_bonuslen;
437         dn->dn_maxblkid = dnp->dn_maxblkid;
438         dn->dn_have_spill = ((dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) != 0);
439         dn->dn_id_flags = 0;
440
441         dmu_zfetch_init(&dn->dn_zfetch, dn);
442
443         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
444
445         mutex_enter(&os->os_lock);
446         list_insert_head(&os->os_dnodes, dn);
447         membar_producer();
448         /*
449          * Everything else must be valid before assigning dn_objset makes the
450          * dnode eligible for dnode_move().
451          */
452         dn->dn_objset = os;
453         mutex_exit(&os->os_lock);
454
455         arc_space_consume(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
456         return (dn);
457 }
458
459 /*
460  * Caller must be holding the dnode handle, which is released upon return.
461  */
462 static void
463 dnode_destroy(dnode_t *dn)
464 {
465         objset_t *os = dn->dn_objset;
466
467         ASSERT((dn->dn_id_flags & DN_ID_NEW_EXIST) == 0);
468
469         mutex_enter(&os->os_lock);
470         POINTER_INVALIDATE(&dn->dn_objset);
471         list_remove(&os->os_dnodes, dn);
472         mutex_exit(&os->os_lock);
473
474         /* the dnode can no longer move, so we can release the handle */
475         zrl_remove(&dn->dn_handle->dnh_zrlock);
476
477         dn->dn_allocated_txg = 0;
478         dn->dn_free_txg = 0;
479         dn->dn_assigned_txg = 0;
480
481         dn->dn_dirtyctx = 0;
482         if (dn->dn_dirtyctx_firstset != NULL) {
483                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
484                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
485         }
486         if (dn->dn_bonus != NULL) {
487                 mutex_enter(&dn->dn_bonus->db_mtx);
488                 dbuf_evict(dn->dn_bonus);
489                 dn->dn_bonus = NULL;
490         }
491         dn->dn_zio = NULL;
492
493         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
494         dn->dn_oldused = 0;
495         dn->dn_oldflags = 0;
496         dn->dn_olduid = 0;
497         dn->dn_oldgid = 0;
498         dn->dn_newuid = 0;
499         dn->dn_newgid = 0;
500         dn->dn_id_flags = 0;
501         dn->dn_unlisted_l0_blkid = 0;
502
503         dmu_zfetch_rele(&dn->dn_zfetch);
504         kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
505         arc_space_return(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
506 }
507
508 void
509 dnode_allocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize, int ibs,
510     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
511 {
512         int i;
513
514         if (blocksize == 0)
515                 blocksize = 1 << zfs_default_bs;
516         else if (blocksize > SPA_MAXBLOCKSIZE)
517                 blocksize = SPA_MAXBLOCKSIZE;
518         else
519                 blocksize = P2ROUNDUP(blocksize, SPA_MINBLOCKSIZE);
520
521         if (ibs == 0)
522                 ibs = zfs_default_ibs;
523
524         ibs = MIN(MAX(ibs, DN_MIN_INDBLKSHIFT), DN_MAX_INDBLKSHIFT);
525
526         dprintf("os=%p obj=%llu txg=%llu blocksize=%d ibs=%d\n", dn->dn_objset,
527             dn->dn_object, tx->tx_txg, blocksize, ibs);
528
529         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
530         ASSERT(bcmp(dn->dn_phys, &dnode_phys_zero, sizeof (dnode_phys_t)) == 0);
531         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type == DMU_OT_NONE);
532         ASSERT(ot != DMU_OT_NONE);
533         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(ot));
534         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
535             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0) ||
536             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
537         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
538         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
539         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
540         ASSERT0(dn->dn_maxblkid);
541         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
542         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
543         ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
544         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), <=, 1);
545         ASSERT(avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
546
547         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
548                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
549                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
550                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
551                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
552                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
553                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
554                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
555                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
556                 ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dirty_records[i]), ==, NULL);
557                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
558         }
559
560         dn->dn_type = ot;
561         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
562         dn->dn_indblkshift = ibs;
563         dn->dn_nlevels = 1;
564         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
565                 dn->dn_nblkptr = 1;
566         else
567                 dn->dn_nblkptr = 1 +
568                     ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
569         dn->dn_bonustype = bonustype;
570         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
571         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
572         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
573         dn->dn_dirtyctx = 0;
574
575         dn->dn_free_txg = 0;
576         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
577                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
578                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
579         }
580
581         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
582         dn->dn_id_flags = 0;
583
584         dnode_setdirty(dn, tx);
585         dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
586         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
587         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
588         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_datablksz;
589 }
590
591 void
592 dnode_reallocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize,
593     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
594 {
595         int nblkptr;
596
597         ASSERT3U(blocksize, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
598         ASSERT3U(blocksize, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
599         ASSERT0(blocksize % SPA_MINBLOCKSIZE);
600         ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT || dmu_tx_private_ok(tx));
601         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
602         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
603             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0) ||
604             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0));
605         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
606         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
607
608         /* clean up any unreferenced dbufs */
609         dnode_evict_dbufs(dn);
610
611         dn->dn_id_flags = 0;
612
613         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
614         dnode_setdirty(dn, tx);
615         if (dn->dn_datablksz != blocksize) {
616                 /* change blocksize */
617                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0 &&
618                     (BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
619                     dnode_block_freed(dn, 0)));
620                 dnode_setdblksz(dn, blocksize);
621                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = blocksize;
622         }
623         if (dn->dn_bonuslen != bonuslen)
624                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonuslen;
625
626         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
627                 nblkptr = 1;
628         else
629                 nblkptr = 1 + ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
630         if (dn->dn_bonustype != bonustype)
631                 dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonustype;
632         if (dn->dn_nblkptr != nblkptr)
633                 dn->dn_next_nblkptr[tx->tx_txg&TXG_MASK] = nblkptr;
634         if (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) {
635                 dbuf_rm_spill(dn, tx);
636                 dnode_rm_spill(dn, tx);
637         }
638         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
639
640         /* change type */
641         dn->dn_type = ot;
642
643         /* change bonus size and type */
644         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
645         dn->dn_bonustype = bonustype;
646         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
647         dn->dn_nblkptr = nblkptr;
648         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
649         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
650         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
651
652         /* fix up the bonus db_size */
653         if (dn->dn_bonus) {
654                 dn->dn_bonus->db.db_size =
655                     DN_MAX_BONUSLEN - (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
656                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
657         }
658
659         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
660         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
661 }
662
663 #ifdef  DNODE_STATS
664 static struct {
665         uint64_t dms_dnode_invalid;
666         uint64_t dms_dnode_recheck1;
667         uint64_t dms_dnode_recheck2;
668         uint64_t dms_dnode_special;
669         uint64_t dms_dnode_handle;
670         uint64_t dms_dnode_rwlock;
671         uint64_t dms_dnode_active;
672 } dnode_move_stats;
673 #endif  /* DNODE_STATS */
674
675 static void
676 dnode_move_impl(dnode_t *odn, dnode_t *ndn)
677 {
678         int i;
679
680         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_struct_rwlock));
681         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_mtx));
682         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_dbufs_mtx));
683         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_zfetch.zf_rwlock));
684
685         /* Copy fields. */
686         ndn->dn_objset = odn->dn_objset;
687         ndn->dn_object = odn->dn_object;
688         ndn->dn_dbuf = odn->dn_dbuf;
689         ndn->dn_handle = odn->dn_handle;
690         ndn->dn_phys = odn->dn_phys;
691         ndn->dn_type = odn->dn_type;
692         ndn->dn_bonuslen = odn->dn_bonuslen;
693         ndn->dn_bonustype = odn->dn_bonustype;
694         ndn->dn_nblkptr = odn->dn_nblkptr;
695         ndn->dn_checksum = odn->dn_checksum;
696         ndn->dn_compress = odn->dn_compress;
697         ndn->dn_nlevels = odn->dn_nlevels;
698         ndn->dn_indblkshift = odn->dn_indblkshift;
699         ndn->dn_datablkshift = odn->dn_datablkshift;
700         ndn->dn_datablkszsec = odn->dn_datablkszsec;
701         ndn->dn_datablksz = odn->dn_datablksz;
702         ndn->dn_maxblkid = odn->dn_maxblkid;
703         bcopy(&odn->dn_next_nblkptr[0], &ndn->dn_next_nblkptr[0],
704             sizeof (odn->dn_next_nblkptr));
705         bcopy(&odn->dn_next_nlevels[0], &ndn->dn_next_nlevels[0],
706             sizeof (odn->dn_next_nlevels));
707         bcopy(&odn->dn_next_indblkshift[0], &ndn->dn_next_indblkshift[0],
708             sizeof (odn->dn_next_indblkshift));
709         bcopy(&odn->dn_next_bonustype[0], &ndn->dn_next_bonustype[0],
710             sizeof (odn->dn_next_bonustype));
711         bcopy(&odn->dn_rm_spillblk[0], &ndn->dn_rm_spillblk[0],
712             sizeof (odn->dn_rm_spillblk));
713         bcopy(&odn->dn_next_bonuslen[0], &ndn->dn_next_bonuslen[0],
714             sizeof (odn->dn_next_bonuslen));
715         bcopy(&odn->dn_next_blksz[0], &ndn->dn_next_blksz[0],
716             sizeof (odn->dn_next_blksz));
717         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
718                 list_move_tail(&ndn->dn_dirty_records[i],
719                     &odn->dn_dirty_records[i]);
720         }
721         bcopy(&odn->dn_free_ranges[0], &ndn->dn_free_ranges[0],
722             sizeof (odn->dn_free_ranges));
723         ndn->dn_allocated_txg = odn->dn_allocated_txg;
724         ndn->dn_free_txg = odn->dn_free_txg;
725         ndn->dn_assigned_txg = odn->dn_assigned_txg;
726         ndn->dn_dirtyctx = odn->dn_dirtyctx;
727         ndn->dn_dirtyctx_firstset = odn->dn_dirtyctx_firstset;
728         ASSERT(refcount_count(&odn->dn_tx_holds) == 0);
729         refcount_transfer(&ndn->dn_holds, &odn->dn_holds);
730         ASSERT(avl_is_empty(&ndn->dn_dbufs));
731         avl_swap(&ndn->dn_dbufs, &odn->dn_dbufs);
732         ndn->dn_dbufs_count = odn->dn_dbufs_count;
733         ndn->dn_unlisted_l0_blkid = odn->dn_unlisted_l0_blkid;
734         ndn->dn_bonus = odn->dn_bonus;
735         ndn->dn_have_spill = odn->dn_have_spill;
736         ndn->dn_zio = odn->dn_zio;
737         ndn->dn_oldused = odn->dn_oldused;
738         ndn->dn_oldflags = odn->dn_oldflags;
739         ndn->dn_olduid = odn->dn_olduid;
740         ndn->dn_oldgid = odn->dn_oldgid;
741         ndn->dn_newuid = odn->dn_newuid;
742         ndn->dn_newgid = odn->dn_newgid;
743         ndn->dn_id_flags = odn->dn_id_flags;
744         dmu_zfetch_init(&ndn->dn_zfetch, NULL);
745         list_move_tail(&ndn->dn_zfetch.zf_stream, &odn->dn_zfetch.zf_stream);
746         ndn->dn_zfetch.zf_dnode = odn->dn_zfetch.zf_dnode;
747         ndn->dn_zfetch.zf_stream_cnt = odn->dn_zfetch.zf_stream_cnt;
748         ndn->dn_zfetch.zf_alloc_fail = odn->dn_zfetch.zf_alloc_fail;
749
750         /*
751          * Update back pointers. Updating the handle fixes the back pointer of
752          * every descendant dbuf as well as the bonus dbuf.
753          */
754         ASSERT(ndn->dn_handle->dnh_dnode == odn);
755         ndn->dn_handle->dnh_dnode = ndn;
756         if (ndn->dn_zfetch.zf_dnode == odn) {
757                 ndn->dn_zfetch.zf_dnode = ndn;
758         }
759
760         /*
761          * Invalidate the original dnode by clearing all of its back pointers.
762          */
763         odn->dn_dbuf = NULL;
764         odn->dn_handle = NULL;
765         avl_create(&odn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
766             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
767         odn->dn_dbufs_count = 0;
768         odn->dn_unlisted_l0_blkid = 0;
769         odn->dn_bonus = NULL;
770         odn->dn_zfetch.zf_dnode = NULL;
771
772         /*
773          * Set the low bit of the objset pointer to ensure that dnode_move()
774          * recognizes the dnode as invalid in any subsequent callback.
775          */
776         POINTER_INVALIDATE(&odn->dn_objset);
777
778         /*
779          * Satisfy the destructor.
780          */
781         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
782                 list_create(&odn->dn_dirty_records[i],
783                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
784                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
785                 odn->dn_free_ranges[i] = NULL;
786                 odn->dn_next_nlevels[i] = 0;
787                 odn->dn_next_indblkshift[i] = 0;
788                 odn->dn_next_bonustype[i] = 0;
789                 odn->dn_rm_spillblk[i] = 0;
790                 odn->dn_next_bonuslen[i] = 0;
791                 odn->dn_next_blksz[i] = 0;
792         }
793         odn->dn_allocated_txg = 0;
794         odn->dn_free_txg = 0;
795         odn->dn_assigned_txg = 0;
796         odn->dn_dirtyctx = 0;
797         odn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
798         odn->dn_have_spill = B_FALSE;
799         odn->dn_zio = NULL;
800         odn->dn_oldused = 0;
801         odn->dn_oldflags = 0;
802         odn->dn_olduid = 0;
803         odn->dn_oldgid = 0;
804         odn->dn_newuid = 0;
805         odn->dn_newgid = 0;
806         odn->dn_id_flags = 0;
807
808         /*
809          * Mark the dnode.
810          */
811         ndn->dn_moved = 1;
812         odn->dn_moved = (uint8_t)-1;
813 }
814
815 #ifdef sun
816 #ifdef  _KERNEL
817 /*ARGSUSED*/
818 static kmem_cbrc_t
819 dnode_move(void *buf, void *newbuf, size_t size, void *arg)
820 {
821         dnode_t *odn = buf, *ndn = newbuf;
822         objset_t *os;
823         int64_t refcount;
824         uint32_t dbufs;
825
826         /*
827          * The dnode is on the objset's list of known dnodes if the objset
828          * pointer is valid. We set the low bit of the objset pointer when
829          * freeing the dnode to invalidate it, and the memory patterns written
830          * by kmem (baddcafe and deadbeef) set at least one of the two low bits.
831          * A newly created dnode sets the objset pointer last of all to indicate
832          * that the dnode is known and in a valid state to be moved by this
833          * function.
834          */
835         os = odn->dn_objset;
836         if (!POINTER_IS_VALID(os)) {
837                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_invalid);
838                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
839         }
840
841         /*
842          * Ensure that the objset does not go away during the move.
843          */
844         rw_enter(&os_lock, RW_WRITER);
845         if (os != odn->dn_objset) {
846                 rw_exit(&os_lock);
847                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_recheck1);
848                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
849         }
850
851         /*
852          * If the dnode is still valid, then so is the objset. We know that no
853          * valid objset can be freed while we hold os_lock, so we can safely
854          * ensure that the objset remains in use.
855          */
856         mutex_enter(&os->os_lock);
857
858         /*
859          * Recheck the objset pointer in case the dnode was removed just before
860          * acquiring the lock.
861          */
862         if (os != odn->dn_objset) {
863                 mutex_exit(&os->os_lock);
864                 rw_exit(&os_lock);
865                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_recheck2);
866                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
867         }
868
869         /*
870          * At this point we know that as long as we hold os->os_lock, the dnode
871          * cannot be freed and fields within the dnode can be safely accessed.
872          * The objset listing this dnode cannot go away as long as this dnode is
873          * on its list.
874          */
875         rw_exit(&os_lock);
876         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(odn->dn_object)) {
877                 mutex_exit(&os->os_lock);
878                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_special);
879                 return (KMEM_CBRC_NO);
880         }
881         ASSERT(odn->dn_dbuf != NULL); /* only "special" dnodes have no parent */
882
883         /*
884          * Lock the dnode handle to prevent the dnode from obtaining any new
885          * holds. This also prevents the descendant dbufs and the bonus dbuf
886          * from accessing the dnode, so that we can discount their holds. The
887          * handle is safe to access because we know that while the dnode cannot
888          * go away, neither can its handle. Once we hold dnh_zrlock, we can
889          * safely move any dnode referenced only by dbufs.
890          */
891         if (!zrl_tryenter(&odn->dn_handle->dnh_zrlock)) {
892                 mutex_exit(&os->os_lock);
893                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_handle);
894                 return (KMEM_CBRC_LATER);
895         }
896
897         /*
898          * Ensure a consistent view of the dnode's holds and the dnode's dbufs.
899          * We need to guarantee that there is a hold for every dbuf in order to
900          * determine whether the dnode is actively referenced. Falsely matching
901          * a dbuf to an active hold would lead to an unsafe move. It's possible
902          * that a thread already having an active dnode hold is about to add a
903          * dbuf, and we can't compare hold and dbuf counts while the add is in
904          * progress.
905          */
906         if (!rw_tryenter(&odn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER)) {
907                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
908                 mutex_exit(&os->os_lock);
909                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_rwlock);
910                 return (KMEM_CBRC_LATER);
911         }
912
913         /*
914          * A dbuf may be removed (evicted) without an active dnode hold. In that
915          * case, the dbuf count is decremented under the handle lock before the
916          * dbuf's hold is released. This order ensures that if we count the hold
917          * after the dbuf is removed but before its hold is released, we will
918          * treat the unmatched hold as active and exit safely. If we count the
919          * hold before the dbuf is removed, the hold is discounted, and the
920          * removal is blocked until the move completes.
921          */
922         refcount = refcount_count(&odn->dn_holds);
923         ASSERT(refcount >= 0);
924         dbufs = odn->dn_dbufs_count;
925
926         /* We can't have more dbufs than dnode holds. */
927         ASSERT3U(dbufs, <=, refcount);
928         DTRACE_PROBE3(dnode__move, dnode_t *, odn, int64_t, refcount,
929             uint32_t, dbufs);
930
931         if (refcount > dbufs) {
932                 rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
933                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
934                 mutex_exit(&os->os_lock);
935                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_active);
936                 return (KMEM_CBRC_LATER);
937         }
938
939         rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
940
941         /*
942          * At this point we know that anyone with a hold on the dnode is not
943          * actively referencing it. The dnode is known and in a valid state to
944          * move. We're holding the locks needed to execute the critical section.
945          */
946         dnode_move_impl(odn, ndn);
947
948         list_link_replace(&odn->dn_link, &ndn->dn_link);
949         /* If the dnode was safe to move, the refcount cannot have changed. */
950         ASSERT(refcount == refcount_count(&ndn->dn_holds));
951         ASSERT(dbufs == ndn->dn_dbufs_count);
952         zrl_exit(&ndn->dn_handle->dnh_zrlock); /* handle has moved */
953         mutex_exit(&os->os_lock);
954
955         return (KMEM_CBRC_YES);
956 }
957 #endif  /* _KERNEL */
958 #endif  /* sun */
959
960 void
961 dnode_special_close(dnode_handle_t *dnh)
962 {
963         dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
964
965         /*
966          * Wait for final references to the dnode to clear.  This can
967          * only happen if the arc is asyncronously evicting state that
968          * has a hold on this dnode while we are trying to evict this
969          * dnode.
970          */
971         while (refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
972                 delay(1);
973         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
974         dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
975         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
976         dnh->dnh_dnode = NULL;
977 }
978
979 dnode_t *
980 dnode_special_open(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object,
981     dnode_handle_t *dnh)
982 {
983         dnode_t *dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object, dnh);
984         dnh->dnh_dnode = dn;
985         zrl_init(&dnh->dnh_zrlock);
986         DNODE_VERIFY(dn);
987         return (dn);
988 }
989
990 static void
991 dnode_buf_pageout(dmu_buf_t *db, void *arg)
992 {
993         dnode_children_t *children_dnodes = arg;
994         int i;
995         int epb = db->db_size >> DNODE_SHIFT;
996
997         ASSERT(epb == children_dnodes->dnc_count);
998
999         for (i = 0; i < epb; i++) {
1000                 dnode_handle_t *dnh = &children_dnodes->dnc_children[i];
1001                 dnode_t *dn;
1002
1003                 /*
1004                  * The dnode handle lock guards against the dnode moving to
1005                  * another valid address, so there is no need here to guard
1006                  * against changes to or from NULL.
1007                  */
1008                 if (dnh->dnh_dnode == NULL) {
1009                         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1010                         continue;
1011                 }
1012
1013                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1014                 dn = dnh->dnh_dnode;
1015                 /*
1016                  * If there are holds on this dnode, then there should
1017                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
1018                  * it wouldn't be eligible for eviction and this function
1019                  * would not have been called.
1020                  */
1021                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
1022                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
1023
1024                 dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
1025                 zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1026                 dnh->dnh_dnode = NULL;
1027         }
1028         kmem_free(children_dnodes, sizeof (dnode_children_t) +
1029             (epb - 1) * sizeof (dnode_handle_t));
1030 }
1031
1032 /*
1033  * errors:
1034  * EINVAL - invalid object number.
1035  * EIO - i/o error.
1036  * succeeds even for free dnodes.
1037  */
1038 int
1039 dnode_hold_impl(objset_t *os, uint64_t object, int flag,
1040     void *tag, dnode_t **dnp)
1041 {
1042         int epb, idx, err;
1043         int drop_struct_lock = FALSE;
1044         int type;
1045         uint64_t blk;
1046         dnode_t *mdn, *dn;
1047         dmu_buf_impl_t *db;
1048         dnode_children_t *children_dnodes;
1049         dnode_handle_t *dnh;
1050
1051         /*
1052          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
1053          * be asking the DMU to do *anything* unless it's the root pool
1054          * which may require us to read from the root filesystem while
1055          * holding some (not all) of the locks as writer.
1056          */
1057         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0 ||
1058             (spa_is_root(os->os_spa) &&
1059             spa_config_held(os->os_spa, SCL_STATE, RW_WRITER)));
1060
1061         if (object == DMU_USERUSED_OBJECT || object == DMU_GROUPUSED_OBJECT) {
1062                 dn = (object == DMU_USERUSED_OBJECT) ?
1063                     DMU_USERUSED_DNODE(os) : DMU_GROUPUSED_DNODE(os);
1064                 if (dn == NULL)
1065                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1066                 type = dn->dn_type;
1067                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE)
1068                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1069                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)
1070                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1071                 DNODE_VERIFY(dn);
1072                 (void) refcount_add(&dn->dn_holds, tag);
1073                 *dnp = dn;
1074                 return (0);
1075         }
1076
1077         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
1078                 return (SET_ERROR(EINVAL));
1079
1080         mdn = DMU_META_DNODE(os);
1081         ASSERT(mdn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1082
1083         DNODE_VERIFY(mdn);
1084
1085         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
1086                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1087                 drop_struct_lock = TRUE;
1088         }
1089
1090         blk = dbuf_whichblock(mdn, object * sizeof (dnode_phys_t));
1091
1092         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
1093         if (drop_struct_lock)
1094                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
1095         if (db == NULL)
1096                 return (SET_ERROR(EIO));
1097         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL);
1098         if (err) {
1099                 dbuf_rele(db, FTAG);
1100                 return (err);
1101         }
1102
1103         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
1104         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1105
1106         idx = object & (epb-1);
1107
1108         ASSERT(DB_DNODE(db)->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1109         children_dnodes = dmu_buf_get_user(&db->db);
1110         if (children_dnodes == NULL) {
1111                 int i;
1112                 dnode_children_t *winner;
1113                 children_dnodes = kmem_zalloc(sizeof (dnode_children_t) +
1114                     (epb - 1) * sizeof (dnode_handle_t), KM_SLEEP);
1115                 children_dnodes->dnc_count = epb;
1116                 dnh = &children_dnodes->dnc_children[0];
1117                 for (i = 0; i < epb; i++) {
1118                         zrl_init(&dnh[i].dnh_zrlock);
1119                         dnh[i].dnh_dnode = NULL;
1120                 }
1121                 if (winner = dmu_buf_set_user(&db->db, children_dnodes, NULL,
1122                     dnode_buf_pageout)) {
1123
1124                         for (i = 0; i < epb; i++) {
1125                                 zrl_destroy(&dnh[i].dnh_zrlock);
1126                         }
1127
1128                         kmem_free(children_dnodes, sizeof (dnode_children_t) +
1129                             (epb - 1) * sizeof (dnode_handle_t));
1130                         children_dnodes = winner;
1131                 }
1132         }
1133         ASSERT(children_dnodes->dnc_count == epb);
1134
1135         dnh = &children_dnodes->dnc_children[idx];
1136         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1137         if ((dn = dnh->dnh_dnode) == NULL) {
1138                 dnode_phys_t *phys = (dnode_phys_t *)db->db.db_data+idx;
1139                 dnode_t *winner;
1140
1141                 dn = dnode_create(os, phys, db, object, dnh);
1142                 winner = atomic_cas_ptr(&dnh->dnh_dnode, NULL, dn);
1143                 if (winner != NULL) {
1144                         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1145                         dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
1146                         dn = winner;
1147                 }
1148         }
1149
1150         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1151         type = dn->dn_type;
1152         if (dn->dn_free_txg ||
1153             ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE) ||
1154             ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) &&
1155             (type != DMU_OT_NONE || !refcount_is_zero(&dn->dn_holds)))) {
1156                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1157                 zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1158                 dbuf_rele(db, FTAG);
1159                 return (type == DMU_OT_NONE ? ENOENT : EEXIST);
1160         }
1161         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1162
1163         if (refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
1164                 dbuf_add_ref(db, dnh);
1165         /* Now we can rely on the hold to prevent the dnode from moving. */
1166         zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1167
1168         DNODE_VERIFY(dn);
1169         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
1170         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
1171         dbuf_rele(db, FTAG);
1172
1173         *dnp = dn;
1174         return (0);
1175 }
1176
1177 /*
1178  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
1179  */
1180 int
1181 dnode_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dnode_t **dnp)
1182 {
1183         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, tag, dnp));
1184 }
1185
1186 /*
1187  * Can only add a reference if there is already at least one
1188  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
1189  * new reference.
1190  */
1191 boolean_t
1192 dnode_add_ref(dnode_t *dn, void *tag)
1193 {
1194         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1195         if (refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
1196                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1197                 return (FALSE);
1198         }
1199         VERIFY(1 < refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
1200         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1201         return (TRUE);
1202 }
1203
1204 void
1205 dnode_rele(dnode_t *dn, void *tag)
1206 {
1207         uint64_t refs;
1208         /* Get while the hold prevents the dnode from moving. */
1209         dmu_buf_impl_t *db = dn->dn_dbuf;
1210         dnode_handle_t *dnh = dn->dn_handle;
1211
1212         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1213         refs = refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
1214         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1215
1216         /*
1217          * It's unsafe to release the last hold on a dnode by dnode_rele() or
1218          * indirectly by dbuf_rele() while relying on the dnode handle to
1219          * prevent the dnode from moving, since releasing the last hold could
1220          * result in the dnode's parent dbuf evicting its dnode handles. For
1221          * that reason anyone calling dnode_rele() or dbuf_rele() without some
1222          * other direct or indirect hold on the dnode must first drop the dnode
1223          * handle.
1224          */
1225         ASSERT(refs > 0 || dnh->dnh_zrlock.zr_owner != curthread);
1226
1227         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
1228         if (refs == 0 && db != NULL) {
1229                 /*
1230                  * Another thread could add a hold to the dnode handle in
1231                  * dnode_hold_impl() while holding the parent dbuf. Since the
1232                  * hold on the parent dbuf prevents the handle from being
1233                  * destroyed, the hold on the handle is OK. We can't yet assert
1234                  * that the handle has zero references, but that will be
1235                  * asserted anyway when the handle gets destroyed.
1236                  */
1237                 dbuf_rele(db, dnh);
1238         }
1239 }
1240
1241 void
1242 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1243 {
1244         objset_t *os = dn->dn_objset;
1245         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1246
1247         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
1248                 dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1249                 return;
1250         }
1251
1252         DNODE_VERIFY(dn);
1253
1254 #ifdef ZFS_DEBUG
1255         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1256         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
1257         ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg);
1258         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1259 #endif
1260
1261         /*
1262          * Determine old uid/gid when necessary
1263          */
1264         dmu_objset_userquota_get_ids(dn, B_TRUE, tx);
1265
1266         mutex_enter(&os->os_lock);
1267
1268         /*
1269          * If we are already marked dirty, we're done.
1270          */
1271         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
1272                 mutex_exit(&os->os_lock);
1273                 return;
1274         }
1275
1276         ASSERT(!refcount_is_zero(&dn->dn_holds) ||
1277             !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
1278         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
1279         ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[txg&TXG_MASK]);
1280         ASSERT0(dn->dn_next_blksz[txg&TXG_MASK]);
1281         ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[txg&TXG_MASK]);
1282
1283         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
1284             dn->dn_object, txg);
1285
1286         if (dn->dn_free_txg > 0 && dn->dn_free_txg <= txg) {
1287                 list_insert_tail(&os->os_free_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
1288         } else {
1289                 list_insert_tail(&os->os_dirty_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
1290         }
1291
1292         mutex_exit(&os->os_lock);
1293
1294         /*
1295          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
1296          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
1297          * dbuf maintains a hold on the dnode.  When the last child
1298          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
1299          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
1300          * dnode will hang around after we finish processing its
1301          * children.
1302          */
1303         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
1304
1305         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
1306
1307         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1308 }
1309
1310 void
1311 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1312 {
1313         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1314
1315         dprintf("dn=%p txg=%llu\n", dn, tx->tx_txg);
1316
1317         /* we should be the only holder... hopefully */
1318         /* ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), ==, 1); */
1319
1320         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1321         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
1322                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1323                 return;
1324         }
1325         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
1326         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1327
1328         /*
1329          * If the dnode is already dirty, it needs to be moved from
1330          * the dirty list to the free list.
1331          */
1332         mutex_enter(&dn->dn_objset->os_lock);
1333         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txgoff])) {
1334                 list_remove(&dn->dn_objset->os_dirty_dnodes[txgoff], dn);
1335                 list_insert_tail(&dn->dn_objset->os_free_dnodes[txgoff], dn);
1336                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
1337         } else {
1338                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
1339                 dnode_setdirty(dn, tx);
1340         }
1341 }
1342
1343 /*
1344  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
1345  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
1346  */
1347 int
1348 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
1349 {
1350         dmu_buf_impl_t *db;
1351         int err;
1352
1353         if (size == 0)
1354                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
1355         if (size > SPA_MAXBLOCKSIZE)
1356                 size = SPA_MAXBLOCKSIZE;
1357         else
1358                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
1359
1360         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
1361                 ibs = 0;
1362
1363         if (size >> SPA_MINBLOCKSHIFT == dn->dn_datablkszsec && ibs == 0)
1364                 return (0);
1365
1366         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1367
1368         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
1369         if (dn->dn_maxblkid != 0)
1370                 goto fail;
1371
1372         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1373         for (db = avl_first(&dn->dn_dbufs); db != NULL;
1374             db = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db)) {
1375                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1376                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1377                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1378                         goto fail;
1379                 }
1380         }
1381         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1382
1383         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
1384                 goto fail;
1385
1386         /* resize the old block */
1387         err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FTAG, &db);
1388         if (err == 0)
1389                 dbuf_new_size(db, size, tx);
1390         else if (err != ENOENT)
1391                 goto fail;
1392
1393         dnode_setdblksz(dn, size);
1394         dnode_setdirty(dn, tx);
1395         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = size;
1396         if (ibs) {
1397                 dn->dn_indblkshift = ibs;
1398                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg&TXG_MASK] = ibs;
1399         }
1400         /* rele after we have fixed the blocksize in the dnode */
1401         if (db)
1402                 dbuf_rele(db, FTAG);
1403
1404         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1405         return (0);
1406
1407 fail:
1408         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1409         return (SET_ERROR(ENOTSUP));
1410 }
1411
1412 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
1413 void
1414 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read)
1415 {
1416         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1417         int epbs, new_nlevels;
1418         uint64_t sz;
1419
1420         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1421
1422         ASSERT(have_read ?
1423             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
1424             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1425
1426         /*
1427          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
1428          * before upgrading to a write-lock.
1429          */
1430         if (have_read) {
1431                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
1432                         return;
1433
1434                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1435                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1436                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1437                 }
1438         }
1439
1440         if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
1441                 goto out;
1442
1443         dn->dn_maxblkid = blkid;
1444
1445         /*
1446          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
1447          */
1448         new_nlevels = 1;
1449         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1450         for (sz = dn->dn_nblkptr;
1451             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
1452                 new_nlevels++;
1453
1454         if (new_nlevels > dn->dn_nlevels) {
1455                 int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
1456                 dmu_buf_impl_t *db;
1457                 list_t *list;
1458                 dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
1459
1460                 dn->dn_nlevels = new_nlevels;
1461
1462                 ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
1463                 dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
1464
1465                 /* dirty the left indirects */
1466                 db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
1467                 ASSERT(db != NULL);
1468                 new = dbuf_dirty(db, tx);
1469                 dbuf_rele(db, FTAG);
1470
1471                 /* transfer the dirty records to the new indirect */
1472                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1473                 mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
1474                 list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
1475                 for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
1476                         dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1477                         if (dr->dr_dbuf->db_level != new_nlevels-1 &&
1478                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1479                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1480                                 ASSERT(dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels-1);
1481                                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1482                                 list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
1483                                 dr->dr_parent = new;
1484                         }
1485                 }
1486                 mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
1487                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1488         }
1489
1490 out:
1491         if (have_read)
1492                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
1493 }
1494
1495 void
1496 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
1497 {
1498         dmu_buf_impl_t *db;
1499         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
1500         int blksz, blkshift, head, tail;
1501         int trunc = FALSE;
1502         int epbs;
1503
1504         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1505         blksz = dn->dn_datablksz;
1506         blkshift = dn->dn_datablkshift;
1507         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1508
1509         if (len == DMU_OBJECT_END) {
1510                 len = UINT64_MAX - off;
1511                 trunc = TRUE;
1512         }
1513
1514         /*
1515          * First, block align the region to free:
1516          */
1517         if (ISP2(blksz)) {
1518                 head = P2NPHASE(off, blksz);
1519                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
1520                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1521                         goto out;
1522         } else {
1523                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
1524                 if (off == 0 && len >= blksz) {
1525                         /*
1526                          * Freeing the whole block; fast-track this request.
1527                          * Note that we won't dirty any indirect blocks,
1528                          * which is fine because we will be freeing the entire
1529                          * file and thus all indirect blocks will be freed
1530                          * by free_children().
1531                          */
1532                         blkid = 0;
1533                         nblks = 1;
1534                         goto done;
1535                 } else if (off >= blksz) {
1536                         /* Freeing past end-of-data */
1537                         goto out;
1538                 } else {
1539                         /* Freeing part of the block. */
1540                         head = blksz - off;
1541                         ASSERT3U(head, >, 0);
1542                 }
1543                 blkoff = off;
1544         }
1545         /* zero out any partial block data at the start of the range */
1546         if (head) {
1547                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
1548                 if (len < head)
1549                         head = len;
1550                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off), TRUE,
1551                     FTAG, &db) == 0) {
1552                         caddr_t data;
1553
1554                         /* don't dirty if it isn't on disk and isn't dirty */
1555                         if (db->db_last_dirty ||
1556                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1557                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1558                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1559                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1560                                 data = db->db.db_data;
1561                                 bzero(data + blkoff, head);
1562                         }
1563                         dbuf_rele(db, FTAG);
1564                 }
1565                 off += head;
1566                 len -= head;
1567         }
1568
1569         /* If the range was less than one block, we're done */
1570         if (len == 0)
1571                 goto out;
1572
1573         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
1574         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1575                 goto out;
1576
1577         ASSERT(ISP2(blksz));
1578         if (trunc)
1579                 tail = 0;
1580         else
1581                 tail = P2PHASE(len, blksz);
1582
1583         ASSERT0(P2PHASE(off, blksz));
1584         /* zero out any partial block data at the end of the range */
1585         if (tail) {
1586                 if (len < tail)
1587                         tail = len;
1588                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off+len),
1589                     TRUE, FTAG, &db) == 0) {
1590                         /* don't dirty if not on disk and not dirty */
1591                         if (db->db_last_dirty ||
1592                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1593                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1594                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1595                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1596                                 bzero(db->db.db_data, tail);
1597                         }
1598                         dbuf_rele(db, FTAG);
1599                 }
1600                 len -= tail;
1601         }
1602
1603         /* If the range did not include a full block, we are done */
1604         if (len == 0)
1605                 goto out;
1606
1607         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
1608         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
1609         blkid = off >> blkshift;
1610         nblks = len >> blkshift;
1611         if (trunc)
1612                 nblks += 1;
1613
1614         /*
1615          * Dirty the first and last indirect blocks, as they (and/or their
1616          * parents) will need to be written out if they were only
1617          * partially freed.  Interior indirect blocks will be themselves freed,
1618          * by free_children(), so they need not be dirtied.  Note that these
1619          * interior blocks have already been prefetched by dmu_tx_hold_free().
1620          */
1621         if (dn->dn_nlevels > 1) {
1622                 uint64_t first, last;
1623
1624                 first = blkid >> epbs;
1625                 if (db = dbuf_hold_level(dn, 1, first, FTAG)) {
1626                         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1627                         dbuf_rele(db, FTAG);
1628                 }
1629                 if (trunc)
1630                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
1631                 else
1632                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
1633                 if (last > first && (db = dbuf_hold_level(dn, 1, last, FTAG))) {
1634                         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1635                         dbuf_rele(db, FTAG);
1636                 }
1637         }
1638
1639 done:
1640         /*
1641          * Add this range to the dnode range list.
1642          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
1643          */
1644         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1645         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1646         if (dn->dn_free_ranges[txgoff] == NULL) {
1647                 dn->dn_free_ranges[txgoff] =
1648                     range_tree_create(NULL, NULL, &dn->dn_mtx);
1649         }
1650         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
1651         range_tree_add(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
1652         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
1653             blkid, nblks, tx->tx_txg);
1654         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1655
1656         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
1657         dnode_setdirty(dn, tx);
1658 out:
1659
1660         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1661 }
1662
1663 static boolean_t
1664 dnode_spill_freed(dnode_t *dn)
1665 {
1666         int i;
1667
1668         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1669         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1670                 if (dn->dn_rm_spillblk[i] == DN_KILL_SPILLBLK)
1671                         break;
1672         }
1673         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1674         return (i < TXG_SIZE);
1675 }
1676
1677 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
1678 uint64_t
1679 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
1680 {
1681         void *dp = spa_get_dsl(dn->dn_objset->os_spa);
1682         int i;
1683
1684         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID)
1685                 return (FALSE);
1686
1687         /*
1688          * If we're in the process of opening the pool, dp will not be
1689          * set yet, but there shouldn't be anything dirty.
1690          */
1691         if (dp == NULL)
1692                 return (FALSE);
1693
1694         if (dn->dn_free_txg)
1695                 return (TRUE);
1696
1697         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1698                 return (dnode_spill_freed(dn));
1699
1700         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1701         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1702                 if (dn->dn_free_ranges[i] != NULL &&
1703                     range_tree_contains(dn->dn_free_ranges[i], blkid, 1))
1704                         break;
1705         }
1706         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1707         return (i < TXG_SIZE);
1708 }
1709
1710 /* call from syncing context when we actually write/free space for this dnode */
1711 void
1712 dnode_diduse_space(dnode_t *dn, int64_t delta)
1713 {
1714         uint64_t space;
1715         dprintf_dnode(dn, "dn=%p dnp=%p used=%llu delta=%lld\n",
1716             dn, dn->dn_phys,
1717             (u_longlong_t)dn->dn_phys->dn_used,
1718             (longlong_t)delta);
1719
1720         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1721         space = DN_USED_BYTES(dn->dn_phys);
1722         if (delta > 0) {
1723                 ASSERT3U(space + delta, >=, space); /* no overflow */
1724         } else {
1725                 ASSERT3U(space, >=, -delta); /* no underflow */
1726         }
1727         space += delta;
1728         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_DNODE_BYTES) {
1729                 ASSERT((dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) == 0);
1730                 ASSERT0(P2PHASE(space, 1<<DEV_BSHIFT));
1731                 dn->dn_phys->dn_used = space >> DEV_BSHIFT;
1732         } else {
1733                 dn->dn_phys->dn_used = space;
1734                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_USED_BYTES;
1735         }
1736         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1737 }
1738
1739 /*
1740  * Call when we think we're going to write/free space in open context to track
1741  * the amount of memory in use by the currently open txg.
1742  */
1743 void
1744 dnode_willuse_space(dnode_t *dn, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
1745 {
1746         objset_t *os = dn->dn_objset;
1747         dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
1748         int64_t aspace = spa_get_asize(os->os_spa, space);
1749
1750         if (ds != NULL) {
1751                 dsl_dir_willuse_space(ds->ds_dir, aspace, tx);
1752                 dsl_pool_dirty_space(dmu_tx_pool(tx), space, tx);
1753         }
1754
1755         dmu_tx_willuse_space(tx, aspace);
1756 }
1757
1758 /*
1759  * Scans a block at the indicated "level" looking for a hole or data,
1760  * depending on 'flags'.
1761  *
1762  * If level > 0, then we are scanning an indirect block looking at its
1763  * pointers.  If level == 0, then we are looking at a block of dnodes.
1764  *
1765  * If we don't find what we are looking for in the block, we return ESRCH.
1766  * Otherwise, return with *offset pointing to the beginning (if searching
1767  * forwards) or end (if searching backwards) of the range covered by the
1768  * block pointer we matched on (or dnode).
1769  *
1770  * The basic search algorithm used below by dnode_next_offset() is to
1771  * use this function to search up the block tree (widen the search) until
1772  * we find something (i.e., we don't return ESRCH) and then search back
1773  * down the tree (narrow the search) until we reach our original search
1774  * level.
1775  */
1776 static int
1777 dnode_next_offset_level(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1778         int lvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1779 {
1780         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
1781         void *data = NULL;
1782         uint64_t epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1783         uint64_t epb = 1ULL << epbs;
1784         uint64_t minfill, maxfill;
1785         boolean_t hole;
1786         int i, inc, error, span;
1787
1788         dprintf("probing object %llu offset %llx level %d of %u\n",
1789             dn->dn_object, *offset, lvl, dn->dn_phys->dn_nlevels);
1790
1791         hole = ((flags & DNODE_FIND_HOLE) != 0);
1792         inc = (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS) ? -1 : 1;
1793         ASSERT(txg == 0 || !hole);
1794
1795         if (lvl == dn->dn_phys->dn_nlevels) {
1796                 error = 0;
1797                 epb = dn->dn_phys->dn_nblkptr;
1798                 data = dn->dn_phys->dn_blkptr;
1799         } else {
1800                 uint64_t blkid = dbuf_whichblock(dn, *offset) >> (epbs * lvl);
1801                 error = dbuf_hold_impl(dn, lvl, blkid, TRUE, FTAG, &db);
1802                 if (error) {
1803                         if (error != ENOENT)
1804                                 return (error);
1805                         if (hole)
1806                                 return (0);
1807                         /*
1808                          * This can only happen when we are searching up
1809                          * the block tree for data.  We don't really need to
1810                          * adjust the offset, as we will just end up looking
1811                          * at the pointer to this block in its parent, and its
1812                          * going to be unallocated, so we will skip over it.
1813                          */
1814                         return (SET_ERROR(ESRCH));
1815                 }
1816                 error = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL | DB_RF_HAVESTRUCT);
1817                 if (error) {
1818                         dbuf_rele(db, FTAG);
1819                         return (error);
1820                 }
1821                 data = db->db.db_data;
1822         }
1823
1824
1825         if (db != NULL && txg != 0 && (db->db_blkptr == NULL ||
1826             db->db_blkptr->blk_birth <= txg ||
1827             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1828                 /*
1829                  * This can only happen when we are searching up the tree
1830                  * and these conditions mean that we need to keep climbing.
1831                  */
1832                 error = SET_ERROR(ESRCH);
1833         } else if (lvl == 0) {
1834                 dnode_phys_t *dnp = data;
1835                 span = DNODE_SHIFT;
1836                 ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1837
1838                 for (i = (*offset >> span) & (blkfill - 1);
1839                     i >= 0 && i < blkfill; i += inc) {
1840                         if ((dnp[i].dn_type == DMU_OT_NONE) == hole)
1841                                 break;
1842                         *offset += (1ULL << span) * inc;
1843                 }
1844                 if (i < 0 || i == blkfill)
1845                         error = SET_ERROR(ESRCH);
1846         } else {
1847                 blkptr_t *bp = data;
1848                 uint64_t start = *offset;
1849                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
1850                 minfill = 0;
1851                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
1852
1853                 if (hole)
1854                         maxfill--;
1855                 else
1856                         minfill++;
1857
1858                 *offset = *offset >> span;
1859                 for (i = BF64_GET(*offset, 0, epbs);
1860                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
1861                         if (BP_GET_FILL(&bp[i]) >= minfill &&
1862                             BP_GET_FILL(&bp[i]) <= maxfill &&
1863                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
1864                                 break;
1865                         if (inc > 0 || *offset > 0)
1866                                 *offset += inc;
1867                 }
1868                 *offset = *offset << span;
1869                 if (inc < 0) {
1870                         /* traversing backwards; position offset at the end */
1871                         ASSERT3U(*offset, <=, start);
1872                         *offset = MIN(*offset + (1ULL << span) - 1, start);
1873                 } else if (*offset < start) {
1874                         *offset = start;
1875                 }
1876                 if (i < 0 || i >= epb)
1877                         error = SET_ERROR(ESRCH);
1878         }
1879
1880         if (db)
1881                 dbuf_rele(db, FTAG);
1882
1883         return (error);
1884 }
1885
1886 /*
1887  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
1888  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
1889  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
1890  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
1891  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
1892  *
1893  * Examples:
1894  *
1895  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
1896  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
1897  *      Used in dmu_offset_next().
1898  *
1899  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
1900  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
1901  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
1902  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
1903  *      Used in dmu_object_next().
1904  *
1905  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
1906  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
1907  *      Used in dmu_object_alloc().
1908  */
1909 int
1910 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1911     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1912 {
1913         uint64_t initial_offset = *offset;
1914         int lvl, maxlvl;
1915         int error = 0;
1916
1917         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1918                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1919
1920         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
1921                 error = SET_ERROR(ESRCH);
1922                 goto out;
1923         }
1924
1925         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
1926                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
1927                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
1928                                 *offset = dn->dn_datablksz;
1929                 } else {
1930                         error = SET_ERROR(ESRCH);
1931                 }
1932                 goto out;
1933         }
1934
1935         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
1936
1937         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
1938                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1939                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1940                 if (error != ESRCH)
1941                         break;
1942         }
1943
1944         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
1945                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1946                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1947         }
1948
1949         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
1950             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
1951                 error = SET_ERROR(ESRCH);
1952 out:
1953         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1954                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1955
1956         return (error);
1957 }