]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/contrib/openzfs/module/zfs/dnode.c
OpenZFS: MFV 2.0-rc3-gfc5966
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / contrib / openzfs / module / zfs / dnode.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2012, 2019 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2014 Spectra Logic Corporation, All rights reserved.
25  */
26
27 #include <sys/zfs_context.h>
28 #include <sys/dbuf.h>
29 #include <sys/dnode.h>
30 #include <sys/dmu.h>
31 #include <sys/dmu_impl.h>
32 #include <sys/dmu_tx.h>
33 #include <sys/dmu_objset.h>
34 #include <sys/dsl_dir.h>
35 #include <sys/dsl_dataset.h>
36 #include <sys/spa.h>
37 #include <sys/zio.h>
38 #include <sys/dmu_zfetch.h>
39 #include <sys/range_tree.h>
40 #include <sys/trace_zfs.h>
41 #include <sys/zfs_project.h>
42
43 dnode_stats_t dnode_stats = {
44         { "dnode_hold_dbuf_hold",               KSTAT_DATA_UINT64 },
45         { "dnode_hold_dbuf_read",               KSTAT_DATA_UINT64 },
46         { "dnode_hold_alloc_hits",              KSTAT_DATA_UINT64 },
47         { "dnode_hold_alloc_misses",            KSTAT_DATA_UINT64 },
48         { "dnode_hold_alloc_interior",          KSTAT_DATA_UINT64 },
49         { "dnode_hold_alloc_lock_retry",        KSTAT_DATA_UINT64 },
50         { "dnode_hold_alloc_lock_misses",       KSTAT_DATA_UINT64 },
51         { "dnode_hold_alloc_type_none",         KSTAT_DATA_UINT64 },
52         { "dnode_hold_free_hits",               KSTAT_DATA_UINT64 },
53         { "dnode_hold_free_misses",             KSTAT_DATA_UINT64 },
54         { "dnode_hold_free_lock_misses",        KSTAT_DATA_UINT64 },
55         { "dnode_hold_free_lock_retry",         KSTAT_DATA_UINT64 },
56         { "dnode_hold_free_overflow",           KSTAT_DATA_UINT64 },
57         { "dnode_hold_free_refcount",           KSTAT_DATA_UINT64 },
58         { "dnode_free_interior_lock_retry",     KSTAT_DATA_UINT64 },
59         { "dnode_allocate",                     KSTAT_DATA_UINT64 },
60         { "dnode_reallocate",                   KSTAT_DATA_UINT64 },
61         { "dnode_buf_evict",                    KSTAT_DATA_UINT64 },
62         { "dnode_alloc_next_chunk",             KSTAT_DATA_UINT64 },
63         { "dnode_alloc_race",                   KSTAT_DATA_UINT64 },
64         { "dnode_alloc_next_block",             KSTAT_DATA_UINT64 },
65         { "dnode_move_invalid",                 KSTAT_DATA_UINT64 },
66         { "dnode_move_recheck1",                KSTAT_DATA_UINT64 },
67         { "dnode_move_recheck2",                KSTAT_DATA_UINT64 },
68         { "dnode_move_special",                 KSTAT_DATA_UINT64 },
69         { "dnode_move_handle",                  KSTAT_DATA_UINT64 },
70         { "dnode_move_rwlock",                  KSTAT_DATA_UINT64 },
71         { "dnode_move_active",                  KSTAT_DATA_UINT64 },
72 };
73
74 static kstat_t *dnode_ksp;
75 static kmem_cache_t *dnode_cache;
76
77 static dnode_phys_t dnode_phys_zero __maybe_unused;
78
79 int zfs_default_bs = SPA_MINBLOCKSHIFT;
80 int zfs_default_ibs = DN_MAX_INDBLKSHIFT;
81
82 #ifdef  _KERNEL
83 static kmem_cbrc_t dnode_move(void *, void *, size_t, void *);
84 #endif /* _KERNEL */
85
86 static int
87 dbuf_compare(const void *x1, const void *x2)
88 {
89         const dmu_buf_impl_t *d1 = x1;
90         const dmu_buf_impl_t *d2 = x2;
91
92         int cmp = TREE_CMP(d1->db_level, d2->db_level);
93         if (likely(cmp))
94                 return (cmp);
95
96         cmp = TREE_CMP(d1->db_blkid, d2->db_blkid);
97         if (likely(cmp))
98                 return (cmp);
99
100         if (d1->db_state == DB_SEARCH) {
101                 ASSERT3S(d2->db_state, !=, DB_SEARCH);
102                 return (-1);
103         } else if (d2->db_state == DB_SEARCH) {
104                 ASSERT3S(d1->db_state, !=, DB_SEARCH);
105                 return (1);
106         }
107
108         return (TREE_PCMP(d1, d2));
109 }
110
111 /* ARGSUSED */
112 static int
113 dnode_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
114 {
115         dnode_t *dn = arg;
116         int i;
117
118         rw_init(&dn->dn_struct_rwlock, NULL, RW_NOLOCKDEP, NULL);
119         mutex_init(&dn->dn_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
120         mutex_init(&dn->dn_dbufs_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
121         cv_init(&dn->dn_notxholds, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
122         cv_init(&dn->dn_nodnholds, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
123
124         /*
125          * Every dbuf has a reference, and dropping a tracked reference is
126          * O(number of references), so don't track dn_holds.
127          */
128         zfs_refcount_create_untracked(&dn->dn_holds);
129         zfs_refcount_create(&dn->dn_tx_holds);
130         list_link_init(&dn->dn_link);
131
132         bzero(&dn->dn_next_nblkptr[0], sizeof (dn->dn_next_nblkptr));
133         bzero(&dn->dn_next_nlevels[0], sizeof (dn->dn_next_nlevels));
134         bzero(&dn->dn_next_indblkshift[0], sizeof (dn->dn_next_indblkshift));
135         bzero(&dn->dn_next_bonustype[0], sizeof (dn->dn_next_bonustype));
136         bzero(&dn->dn_rm_spillblk[0], sizeof (dn->dn_rm_spillblk));
137         bzero(&dn->dn_next_bonuslen[0], sizeof (dn->dn_next_bonuslen));
138         bzero(&dn->dn_next_blksz[0], sizeof (dn->dn_next_blksz));
139         bzero(&dn->dn_next_maxblkid[0], sizeof (dn->dn_next_maxblkid));
140
141         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
142                 multilist_link_init(&dn->dn_dirty_link[i]);
143                 dn->dn_free_ranges[i] = NULL;
144                 list_create(&dn->dn_dirty_records[i],
145                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
146                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
147         }
148
149         dn->dn_allocated_txg = 0;
150         dn->dn_free_txg = 0;
151         dn->dn_assigned_txg = 0;
152         dn->dn_dirty_txg = 0;
153         dn->dn_dirtyctx = 0;
154         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
155         dn->dn_bonus = NULL;
156         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
157         dn->dn_zio = NULL;
158         dn->dn_oldused = 0;
159         dn->dn_oldflags = 0;
160         dn->dn_olduid = 0;
161         dn->dn_oldgid = 0;
162         dn->dn_oldprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
163         dn->dn_newuid = 0;
164         dn->dn_newgid = 0;
165         dn->dn_newprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
166         dn->dn_id_flags = 0;
167
168         dn->dn_dbufs_count = 0;
169         avl_create(&dn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
170             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
171
172         dn->dn_moved = 0;
173         return (0);
174 }
175
176 /* ARGSUSED */
177 static void
178 dnode_dest(void *arg, void *unused)
179 {
180         int i;
181         dnode_t *dn = arg;
182
183         rw_destroy(&dn->dn_struct_rwlock);
184         mutex_destroy(&dn->dn_mtx);
185         mutex_destroy(&dn->dn_dbufs_mtx);
186         cv_destroy(&dn->dn_notxholds);
187         cv_destroy(&dn->dn_nodnholds);
188         zfs_refcount_destroy(&dn->dn_holds);
189         zfs_refcount_destroy(&dn->dn_tx_holds);
190         ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_link));
191
192         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
193                 ASSERT(!multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
194                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
195                 list_destroy(&dn->dn_dirty_records[i]);
196                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
197                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
198                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
199                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
200                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
201                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
202                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
203                 ASSERT0(dn->dn_next_maxblkid[i]);
204         }
205
206         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
207         ASSERT0(dn->dn_free_txg);
208         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
209         ASSERT0(dn->dn_dirty_txg);
210         ASSERT0(dn->dn_dirtyctx);
211         ASSERT3P(dn->dn_dirtyctx_firstset, ==, NULL);
212         ASSERT3P(dn->dn_bonus, ==, NULL);
213         ASSERT(!dn->dn_have_spill);
214         ASSERT3P(dn->dn_zio, ==, NULL);
215         ASSERT0(dn->dn_oldused);
216         ASSERT0(dn->dn_oldflags);
217         ASSERT0(dn->dn_olduid);
218         ASSERT0(dn->dn_oldgid);
219         ASSERT0(dn->dn_oldprojid);
220         ASSERT0(dn->dn_newuid);
221         ASSERT0(dn->dn_newgid);
222         ASSERT0(dn->dn_newprojid);
223         ASSERT0(dn->dn_id_flags);
224
225         ASSERT0(dn->dn_dbufs_count);
226         avl_destroy(&dn->dn_dbufs);
227 }
228
229 void
230 dnode_init(void)
231 {
232         ASSERT(dnode_cache == NULL);
233         dnode_cache = kmem_cache_create("dnode_t", sizeof (dnode_t),
234             0, dnode_cons, dnode_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
235         kmem_cache_set_move(dnode_cache, dnode_move);
236
237         dnode_ksp = kstat_create("zfs", 0, "dnodestats", "misc",
238             KSTAT_TYPE_NAMED, sizeof (dnode_stats) / sizeof (kstat_named_t),
239             KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
240         if (dnode_ksp != NULL) {
241                 dnode_ksp->ks_data = &dnode_stats;
242                 kstat_install(dnode_ksp);
243         }
244 }
245
246 void
247 dnode_fini(void)
248 {
249         if (dnode_ksp != NULL) {
250                 kstat_delete(dnode_ksp);
251                 dnode_ksp = NULL;
252         }
253
254         kmem_cache_destroy(dnode_cache);
255         dnode_cache = NULL;
256 }
257
258
259 #ifdef ZFS_DEBUG
260 void
261 dnode_verify(dnode_t *dn)
262 {
263         int drop_struct_lock = FALSE;
264
265         ASSERT(dn->dn_phys);
266         ASSERT(dn->dn_objset);
267         ASSERT(dn->dn_handle->dnh_dnode == dn);
268
269         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
270
271         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DNODE_VERIFY))
272                 return;
273
274         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
275                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
276                 drop_struct_lock = TRUE;
277         }
278         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE || dn->dn_allocated_txg != 0) {
279                 int i;
280                 int max_bonuslen = DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots);
281                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
282                 if (dn->dn_datablkshift) {
283                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
284                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
285                         ASSERT3U(1<<dn->dn_datablkshift, ==, dn->dn_datablksz);
286                 }
287                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, <=, 30);
288                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_type));
289                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, >=, 1);
290                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
291                 ASSERT3U(dn->dn_bonuslen, <=, max_bonuslen);
292                 ASSERT3U(dn->dn_datablksz, ==,
293                     dn->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
294                 ASSERT3U(ISP2(dn->dn_datablksz), ==, dn->dn_datablkshift != 0);
295                 ASSERT3U((dn->dn_nblkptr - 1) * sizeof (blkptr_t) +
296                     dn->dn_bonuslen, <=, max_bonuslen);
297                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
298                         ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], <=, dn->dn_nlevels);
299                 }
300         }
301         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE)
302                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_nlevels, <=, dn->dn_nlevels);
303         ASSERT(DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) || dn->dn_dbuf != NULL);
304         if (dn->dn_dbuf != NULL) {
305                 ASSERT3P(dn->dn_phys, ==,
306                     (dnode_phys_t *)dn->dn_dbuf->db.db_data +
307                     (dn->dn_object % (dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT)));
308         }
309         if (drop_struct_lock)
310                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
311 }
312 #endif
313
314 void
315 dnode_byteswap(dnode_phys_t *dnp)
316 {
317         uint64_t *buf64 = (void*)&dnp->dn_blkptr;
318         int i;
319
320         if (dnp->dn_type == DMU_OT_NONE) {
321                 bzero(dnp, sizeof (dnode_phys_t));
322                 return;
323         }
324
325         dnp->dn_datablkszsec = BSWAP_16(dnp->dn_datablkszsec);
326         dnp->dn_bonuslen = BSWAP_16(dnp->dn_bonuslen);
327         dnp->dn_extra_slots = BSWAP_8(dnp->dn_extra_slots);
328         dnp->dn_maxblkid = BSWAP_64(dnp->dn_maxblkid);
329         dnp->dn_used = BSWAP_64(dnp->dn_used);
330
331         /*
332          * dn_nblkptr is only one byte, so it's OK to read it in either
333          * byte order.  We can't read dn_bouslen.
334          */
335         ASSERT(dnp->dn_indblkshift <= SPA_MAXBLOCKSHIFT);
336         ASSERT(dnp->dn_nblkptr <= DN_MAX_NBLKPTR);
337         for (i = 0; i < dnp->dn_nblkptr * sizeof (blkptr_t)/8; i++)
338                 buf64[i] = BSWAP_64(buf64[i]);
339
340         /*
341          * OK to check dn_bonuslen for zero, because it won't matter if
342          * we have the wrong byte order.  This is necessary because the
343          * dnode dnode is smaller than a regular dnode.
344          */
345         if (dnp->dn_bonuslen != 0) {
346                 /*
347                  * Note that the bonus length calculated here may be
348                  * longer than the actual bonus buffer.  This is because
349                  * we always put the bonus buffer after the last block
350                  * pointer (instead of packing it against the end of the
351                  * dnode buffer).
352                  */
353                 int off = (dnp->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
354                 int slots = dnp->dn_extra_slots + 1;
355                 size_t len = DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(slots) - off;
356                 dmu_object_byteswap_t byteswap;
357                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dnp->dn_bonustype));
358                 byteswap = DMU_OT_BYTESWAP(dnp->dn_bonustype);
359                 dmu_ot_byteswap[byteswap].ob_func(dnp->dn_bonus + off, len);
360         }
361
362         /* Swap SPILL block if we have one */
363         if (dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR)
364                 byteswap_uint64_array(DN_SPILL_BLKPTR(dnp), sizeof (blkptr_t));
365 }
366
367 void
368 dnode_buf_byteswap(void *vbuf, size_t size)
369 {
370         int i = 0;
371
372         ASSERT3U(sizeof (dnode_phys_t), ==, (1<<DNODE_SHIFT));
373         ASSERT((size & (sizeof (dnode_phys_t)-1)) == 0);
374
375         while (i < size) {
376                 dnode_phys_t *dnp = (void *)(((char *)vbuf) + i);
377                 dnode_byteswap(dnp);
378
379                 i += DNODE_MIN_SIZE;
380                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
381                         i += dnp->dn_extra_slots * DNODE_MIN_SIZE;
382         }
383 }
384
385 void
386 dnode_setbonuslen(dnode_t *dn, int newsize, dmu_tx_t *tx)
387 {
388         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
389
390         dnode_setdirty(dn, tx);
391         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
392         ASSERT3U(newsize, <=, DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots) -
393             (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t));
394
395         if (newsize < dn->dn_bonuslen) {
396                 /* clear any data after the end of the new size */
397                 size_t diff = dn->dn_bonuslen - newsize;
398                 char *data_end = ((char *)dn->dn_bonus->db.db_data) + newsize;
399                 bzero(data_end, diff);
400         }
401
402         dn->dn_bonuslen = newsize;
403         if (newsize == 0)
404                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_ZERO_BONUSLEN;
405         else
406                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
407         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
408 }
409
410 void
411 dnode_setbonus_type(dnode_t *dn, dmu_object_type_t newtype, dmu_tx_t *tx)
412 {
413         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
414         dnode_setdirty(dn, tx);
415         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
416         dn->dn_bonustype = newtype;
417         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
418         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
419 }
420
421 void
422 dnode_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
423 {
424         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
425         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
426         dnode_setdirty(dn, tx);
427         dn->dn_rm_spillblk[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_KILL_SPILLBLK;
428         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
429 }
430
431 static void
432 dnode_setdblksz(dnode_t *dn, int size)
433 {
434         ASSERT0(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE));
435         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
436         ASSERT3U(size, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
437         ASSERT3U(size >> SPA_MINBLOCKSHIFT, <,
438             1<<(sizeof (dn->dn_phys->dn_datablkszsec) * 8));
439         dn->dn_datablksz = size;
440         dn->dn_datablkszsec = size >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
441         dn->dn_datablkshift = ISP2(size) ? highbit64(size - 1) : 0;
442 }
443
444 static dnode_t *
445 dnode_create(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, dmu_buf_impl_t *db,
446     uint64_t object, dnode_handle_t *dnh)
447 {
448         dnode_t *dn;
449
450         dn = kmem_cache_alloc(dnode_cache, KM_SLEEP);
451         dn->dn_moved = 0;
452
453         /*
454          * Defer setting dn_objset until the dnode is ready to be a candidate
455          * for the dnode_move() callback.
456          */
457         dn->dn_object = object;
458         dn->dn_dbuf = db;
459         dn->dn_handle = dnh;
460         dn->dn_phys = dnp;
461
462         if (dnp->dn_datablkszsec) {
463                 dnode_setdblksz(dn, dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
464         } else {
465                 dn->dn_datablksz = 0;
466                 dn->dn_datablkszsec = 0;
467                 dn->dn_datablkshift = 0;
468         }
469         dn->dn_indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
470         dn->dn_nlevels = dnp->dn_nlevels;
471         dn->dn_type = dnp->dn_type;
472         dn->dn_nblkptr = dnp->dn_nblkptr;
473         dn->dn_checksum = dnp->dn_checksum;
474         dn->dn_compress = dnp->dn_compress;
475         dn->dn_bonustype = dnp->dn_bonustype;
476         dn->dn_bonuslen = dnp->dn_bonuslen;
477         dn->dn_num_slots = dnp->dn_extra_slots + 1;
478         dn->dn_maxblkid = dnp->dn_maxblkid;
479         dn->dn_have_spill = ((dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) != 0);
480         dn->dn_id_flags = 0;
481
482         dmu_zfetch_init(&dn->dn_zfetch, dn);
483
484         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
485         ASSERT(zrl_is_locked(&dnh->dnh_zrlock));
486         ASSERT(!DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode));
487
488         mutex_enter(&os->os_lock);
489
490         /*
491          * Exclude special dnodes from os_dnodes so an empty os_dnodes
492          * signifies that the special dnodes have no references from
493          * their children (the entries in os_dnodes).  This allows
494          * dnode_destroy() to easily determine if the last child has
495          * been removed and then complete eviction of the objset.
496          */
497         if (!DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(object))
498                 list_insert_head(&os->os_dnodes, dn);
499         membar_producer();
500
501         /*
502          * Everything else must be valid before assigning dn_objset
503          * makes the dnode eligible for dnode_move().
504          */
505         dn->dn_objset = os;
506
507         dnh->dnh_dnode = dn;
508         mutex_exit(&os->os_lock);
509
510         arc_space_consume(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_DNODE);
511
512         return (dn);
513 }
514
515 /*
516  * Caller must be holding the dnode handle, which is released upon return.
517  */
518 static void
519 dnode_destroy(dnode_t *dn)
520 {
521         objset_t *os = dn->dn_objset;
522         boolean_t complete_os_eviction = B_FALSE;
523
524         ASSERT((dn->dn_id_flags & DN_ID_NEW_EXIST) == 0);
525
526         mutex_enter(&os->os_lock);
527         POINTER_INVALIDATE(&dn->dn_objset);
528         if (!DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
529                 list_remove(&os->os_dnodes, dn);
530                 complete_os_eviction =
531                     list_is_empty(&os->os_dnodes) &&
532                     list_link_active(&os->os_evicting_node);
533         }
534         mutex_exit(&os->os_lock);
535
536         /* the dnode can no longer move, so we can release the handle */
537         if (!zrl_is_locked(&dn->dn_handle->dnh_zrlock))
538                 zrl_remove(&dn->dn_handle->dnh_zrlock);
539
540         dn->dn_allocated_txg = 0;
541         dn->dn_free_txg = 0;
542         dn->dn_assigned_txg = 0;
543         dn->dn_dirty_txg = 0;
544
545         dn->dn_dirtyctx = 0;
546         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
547         if (dn->dn_bonus != NULL) {
548                 mutex_enter(&dn->dn_bonus->db_mtx);
549                 dbuf_destroy(dn->dn_bonus);
550                 dn->dn_bonus = NULL;
551         }
552         dn->dn_zio = NULL;
553
554         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
555         dn->dn_oldused = 0;
556         dn->dn_oldflags = 0;
557         dn->dn_olduid = 0;
558         dn->dn_oldgid = 0;
559         dn->dn_oldprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
560         dn->dn_newuid = 0;
561         dn->dn_newgid = 0;
562         dn->dn_newprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
563         dn->dn_id_flags = 0;
564
565         dmu_zfetch_fini(&dn->dn_zfetch);
566         kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
567         arc_space_return(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_DNODE);
568
569         if (complete_os_eviction)
570                 dmu_objset_evict_done(os);
571 }
572
573 void
574 dnode_allocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize, int ibs,
575     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, int dn_slots, dmu_tx_t *tx)
576 {
577         int i;
578
579         ASSERT3U(dn_slots, >, 0);
580         ASSERT3U(dn_slots << DNODE_SHIFT, <=,
581             spa_maxdnodesize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
582         ASSERT3U(blocksize, <=,
583             spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
584         if (blocksize == 0)
585                 blocksize = 1 << zfs_default_bs;
586         else
587                 blocksize = P2ROUNDUP(blocksize, SPA_MINBLOCKSIZE);
588
589         if (ibs == 0)
590                 ibs = zfs_default_ibs;
591
592         ibs = MIN(MAX(ibs, DN_MIN_INDBLKSHIFT), DN_MAX_INDBLKSHIFT);
593
594         dprintf("os=%p obj=%llu txg=%llu blocksize=%d ibs=%d dn_slots=%d\n",
595             dn->dn_objset, dn->dn_object, tx->tx_txg, blocksize, ibs, dn_slots);
596         DNODE_STAT_BUMP(dnode_allocate);
597
598         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
599         ASSERT(bcmp(dn->dn_phys, &dnode_phys_zero, sizeof (dnode_phys_t)) == 0);
600         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type == DMU_OT_NONE);
601         ASSERT(ot != DMU_OT_NONE);
602         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(ot));
603         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
604             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0) ||
605             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
606         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
607         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn_slots));
608         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
609         ASSERT0(dn->dn_maxblkid);
610         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
611         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
612         ASSERT0(dn->dn_dirty_txg);
613         ASSERT(zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
614         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), <=, 1);
615         ASSERT(avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
616
617         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
618                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
619                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
620                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
621                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
622                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
623                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
624                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
625                 ASSERT0(dn->dn_next_maxblkid[i]);
626                 ASSERT(!multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
627                 ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dirty_records[i]), ==, NULL);
628                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
629         }
630
631         dn->dn_type = ot;
632         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
633         dn->dn_indblkshift = ibs;
634         dn->dn_nlevels = 1;
635         dn->dn_num_slots = dn_slots;
636         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
637                 dn->dn_nblkptr = 1;
638         else {
639                 dn->dn_nblkptr = MIN(DN_MAX_NBLKPTR,
640                     1 + ((DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn_slots) - bonuslen) >>
641                     SPA_BLKPTRSHIFT));
642         }
643
644         dn->dn_bonustype = bonustype;
645         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
646         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
647         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
648         dn->dn_dirtyctx = 0;
649
650         dn->dn_free_txg = 0;
651         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
652
653         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
654         dn->dn_id_flags = 0;
655
656         dnode_setdirty(dn, tx);
657         dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
658         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
659         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
660         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_datablksz;
661 }
662
663 void
664 dnode_reallocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize,
665     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, int dn_slots,
666     boolean_t keep_spill, dmu_tx_t *tx)
667 {
668         int nblkptr;
669
670         ASSERT3U(blocksize, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
671         ASSERT3U(blocksize, <=,
672             spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
673         ASSERT0(blocksize % SPA_MINBLOCKSIZE);
674         ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT || dmu_tx_private_ok(tx));
675         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
676         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
677             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0) ||
678             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0));
679         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
680         ASSERT3U(bonuslen, <=,
681             DN_BONUS_SIZE(spa_maxdnodesize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset))));
682         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_BONUS_SIZE(dn_slots << DNODE_SHIFT));
683
684         dnode_free_interior_slots(dn);
685         DNODE_STAT_BUMP(dnode_reallocate);
686
687         /* clean up any unreferenced dbufs */
688         dnode_evict_dbufs(dn);
689
690         dn->dn_id_flags = 0;
691
692         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
693         dnode_setdirty(dn, tx);
694         if (dn->dn_datablksz != blocksize) {
695                 /* change blocksize */
696                 ASSERT0(dn->dn_maxblkid);
697                 ASSERT(BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
698                     dnode_block_freed(dn, 0));
699
700                 dnode_setdblksz(dn, blocksize);
701                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = blocksize;
702         }
703         if (dn->dn_bonuslen != bonuslen)
704                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = bonuslen;
705
706         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
707                 nblkptr = 1;
708         else
709                 nblkptr = MIN(DN_MAX_NBLKPTR,
710                     1 + ((DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn_slots) - bonuslen) >>
711                     SPA_BLKPTRSHIFT));
712         if (dn->dn_bonustype != bonustype)
713                 dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = bonustype;
714         if (dn->dn_nblkptr != nblkptr)
715                 dn->dn_next_nblkptr[tx->tx_txg & TXG_MASK] = nblkptr;
716         if (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR && !keep_spill) {
717                 dbuf_rm_spill(dn, tx);
718                 dnode_rm_spill(dn, tx);
719         }
720
721         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
722
723         /* change type */
724         dn->dn_type = ot;
725
726         /* change bonus size and type */
727         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
728         dn->dn_bonustype = bonustype;
729         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
730         dn->dn_num_slots = dn_slots;
731         dn->dn_nblkptr = nblkptr;
732         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
733         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
734         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
735
736         /* fix up the bonus db_size */
737         if (dn->dn_bonus) {
738                 dn->dn_bonus->db.db_size =
739                     DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots) -
740                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
741                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
742         }
743
744         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
745         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
746 }
747
748 #ifdef  _KERNEL
749 static void
750 dnode_move_impl(dnode_t *odn, dnode_t *ndn)
751 {
752         int i;
753
754         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_struct_rwlock));
755         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_mtx));
756         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_dbufs_mtx));
757         ASSERT(!MUTEX_HELD(&odn->dn_zfetch.zf_lock));
758
759         /* Copy fields. */
760         ndn->dn_objset = odn->dn_objset;
761         ndn->dn_object = odn->dn_object;
762         ndn->dn_dbuf = odn->dn_dbuf;
763         ndn->dn_handle = odn->dn_handle;
764         ndn->dn_phys = odn->dn_phys;
765         ndn->dn_type = odn->dn_type;
766         ndn->dn_bonuslen = odn->dn_bonuslen;
767         ndn->dn_bonustype = odn->dn_bonustype;
768         ndn->dn_nblkptr = odn->dn_nblkptr;
769         ndn->dn_checksum = odn->dn_checksum;
770         ndn->dn_compress = odn->dn_compress;
771         ndn->dn_nlevels = odn->dn_nlevels;
772         ndn->dn_indblkshift = odn->dn_indblkshift;
773         ndn->dn_datablkshift = odn->dn_datablkshift;
774         ndn->dn_datablkszsec = odn->dn_datablkszsec;
775         ndn->dn_datablksz = odn->dn_datablksz;
776         ndn->dn_maxblkid = odn->dn_maxblkid;
777         ndn->dn_num_slots = odn->dn_num_slots;
778         bcopy(&odn->dn_next_type[0], &ndn->dn_next_type[0],
779             sizeof (odn->dn_next_type));
780         bcopy(&odn->dn_next_nblkptr[0], &ndn->dn_next_nblkptr[0],
781             sizeof (odn->dn_next_nblkptr));
782         bcopy(&odn->dn_next_nlevels[0], &ndn->dn_next_nlevels[0],
783             sizeof (odn->dn_next_nlevels));
784         bcopy(&odn->dn_next_indblkshift[0], &ndn->dn_next_indblkshift[0],
785             sizeof (odn->dn_next_indblkshift));
786         bcopy(&odn->dn_next_bonustype[0], &ndn->dn_next_bonustype[0],
787             sizeof (odn->dn_next_bonustype));
788         bcopy(&odn->dn_rm_spillblk[0], &ndn->dn_rm_spillblk[0],
789             sizeof (odn->dn_rm_spillblk));
790         bcopy(&odn->dn_next_bonuslen[0], &ndn->dn_next_bonuslen[0],
791             sizeof (odn->dn_next_bonuslen));
792         bcopy(&odn->dn_next_blksz[0], &ndn->dn_next_blksz[0],
793             sizeof (odn->dn_next_blksz));
794         bcopy(&odn->dn_next_maxblkid[0], &ndn->dn_next_maxblkid[0],
795             sizeof (odn->dn_next_maxblkid));
796         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
797                 list_move_tail(&ndn->dn_dirty_records[i],
798                     &odn->dn_dirty_records[i]);
799         }
800         bcopy(&odn->dn_free_ranges[0], &ndn->dn_free_ranges[0],
801             sizeof (odn->dn_free_ranges));
802         ndn->dn_allocated_txg = odn->dn_allocated_txg;
803         ndn->dn_free_txg = odn->dn_free_txg;
804         ndn->dn_assigned_txg = odn->dn_assigned_txg;
805         ndn->dn_dirty_txg = odn->dn_dirty_txg;
806         ndn->dn_dirtyctx = odn->dn_dirtyctx;
807         ndn->dn_dirtyctx_firstset = odn->dn_dirtyctx_firstset;
808         ASSERT(zfs_refcount_count(&odn->dn_tx_holds) == 0);
809         zfs_refcount_transfer(&ndn->dn_holds, &odn->dn_holds);
810         ASSERT(avl_is_empty(&ndn->dn_dbufs));
811         avl_swap(&ndn->dn_dbufs, &odn->dn_dbufs);
812         ndn->dn_dbufs_count = odn->dn_dbufs_count;
813         ndn->dn_bonus = odn->dn_bonus;
814         ndn->dn_have_spill = odn->dn_have_spill;
815         ndn->dn_zio = odn->dn_zio;
816         ndn->dn_oldused = odn->dn_oldused;
817         ndn->dn_oldflags = odn->dn_oldflags;
818         ndn->dn_olduid = odn->dn_olduid;
819         ndn->dn_oldgid = odn->dn_oldgid;
820         ndn->dn_oldprojid = odn->dn_oldprojid;
821         ndn->dn_newuid = odn->dn_newuid;
822         ndn->dn_newgid = odn->dn_newgid;
823         ndn->dn_newprojid = odn->dn_newprojid;
824         ndn->dn_id_flags = odn->dn_id_flags;
825         dmu_zfetch_init(&ndn->dn_zfetch, NULL);
826         list_move_tail(&ndn->dn_zfetch.zf_stream, &odn->dn_zfetch.zf_stream);
827         ndn->dn_zfetch.zf_dnode = odn->dn_zfetch.zf_dnode;
828
829         /*
830          * Update back pointers. Updating the handle fixes the back pointer of
831          * every descendant dbuf as well as the bonus dbuf.
832          */
833         ASSERT(ndn->dn_handle->dnh_dnode == odn);
834         ndn->dn_handle->dnh_dnode = ndn;
835         if (ndn->dn_zfetch.zf_dnode == odn) {
836                 ndn->dn_zfetch.zf_dnode = ndn;
837         }
838
839         /*
840          * Invalidate the original dnode by clearing all of its back pointers.
841          */
842         odn->dn_dbuf = NULL;
843         odn->dn_handle = NULL;
844         avl_create(&odn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
845             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
846         odn->dn_dbufs_count = 0;
847         odn->dn_bonus = NULL;
848         dmu_zfetch_fini(&odn->dn_zfetch);
849
850         /*
851          * Set the low bit of the objset pointer to ensure that dnode_move()
852          * recognizes the dnode as invalid in any subsequent callback.
853          */
854         POINTER_INVALIDATE(&odn->dn_objset);
855
856         /*
857          * Satisfy the destructor.
858          */
859         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
860                 list_create(&odn->dn_dirty_records[i],
861                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
862                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
863                 odn->dn_free_ranges[i] = NULL;
864                 odn->dn_next_nlevels[i] = 0;
865                 odn->dn_next_indblkshift[i] = 0;
866                 odn->dn_next_bonustype[i] = 0;
867                 odn->dn_rm_spillblk[i] = 0;
868                 odn->dn_next_bonuslen[i] = 0;
869                 odn->dn_next_blksz[i] = 0;
870         }
871         odn->dn_allocated_txg = 0;
872         odn->dn_free_txg = 0;
873         odn->dn_assigned_txg = 0;
874         odn->dn_dirty_txg = 0;
875         odn->dn_dirtyctx = 0;
876         odn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
877         odn->dn_have_spill = B_FALSE;
878         odn->dn_zio = NULL;
879         odn->dn_oldused = 0;
880         odn->dn_oldflags = 0;
881         odn->dn_olduid = 0;
882         odn->dn_oldgid = 0;
883         odn->dn_oldprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
884         odn->dn_newuid = 0;
885         odn->dn_newgid = 0;
886         odn->dn_newprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
887         odn->dn_id_flags = 0;
888
889         /*
890          * Mark the dnode.
891          */
892         ndn->dn_moved = 1;
893         odn->dn_moved = (uint8_t)-1;
894 }
895
896 /*ARGSUSED*/
897 static kmem_cbrc_t
898 dnode_move(void *buf, void *newbuf, size_t size, void *arg)
899 {
900         dnode_t *odn = buf, *ndn = newbuf;
901         objset_t *os;
902         int64_t refcount;
903         uint32_t dbufs;
904
905         /*
906          * The dnode is on the objset's list of known dnodes if the objset
907          * pointer is valid. We set the low bit of the objset pointer when
908          * freeing the dnode to invalidate it, and the memory patterns written
909          * by kmem (baddcafe and deadbeef) set at least one of the two low bits.
910          * A newly created dnode sets the objset pointer last of all to indicate
911          * that the dnode is known and in a valid state to be moved by this
912          * function.
913          */
914         os = odn->dn_objset;
915         if (!POINTER_IS_VALID(os)) {
916                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_invalid);
917                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
918         }
919
920         /*
921          * Ensure that the objset does not go away during the move.
922          */
923         rw_enter(&os_lock, RW_WRITER);
924         if (os != odn->dn_objset) {
925                 rw_exit(&os_lock);
926                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_recheck1);
927                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
928         }
929
930         /*
931          * If the dnode is still valid, then so is the objset. We know that no
932          * valid objset can be freed while we hold os_lock, so we can safely
933          * ensure that the objset remains in use.
934          */
935         mutex_enter(&os->os_lock);
936
937         /*
938          * Recheck the objset pointer in case the dnode was removed just before
939          * acquiring the lock.
940          */
941         if (os != odn->dn_objset) {
942                 mutex_exit(&os->os_lock);
943                 rw_exit(&os_lock);
944                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_recheck2);
945                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
946         }
947
948         /*
949          * At this point we know that as long as we hold os->os_lock, the dnode
950          * cannot be freed and fields within the dnode can be safely accessed.
951          * The objset listing this dnode cannot go away as long as this dnode is
952          * on its list.
953          */
954         rw_exit(&os_lock);
955         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(odn->dn_object)) {
956                 mutex_exit(&os->os_lock);
957                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_special);
958                 return (KMEM_CBRC_NO);
959         }
960         ASSERT(odn->dn_dbuf != NULL); /* only "special" dnodes have no parent */
961
962         /*
963          * Lock the dnode handle to prevent the dnode from obtaining any new
964          * holds. This also prevents the descendant dbufs and the bonus dbuf
965          * from accessing the dnode, so that we can discount their holds. The
966          * handle is safe to access because we know that while the dnode cannot
967          * go away, neither can its handle. Once we hold dnh_zrlock, we can
968          * safely move any dnode referenced only by dbufs.
969          */
970         if (!zrl_tryenter(&odn->dn_handle->dnh_zrlock)) {
971                 mutex_exit(&os->os_lock);
972                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_handle);
973                 return (KMEM_CBRC_LATER);
974         }
975
976         /*
977          * Ensure a consistent view of the dnode's holds and the dnode's dbufs.
978          * We need to guarantee that there is a hold for every dbuf in order to
979          * determine whether the dnode is actively referenced. Falsely matching
980          * a dbuf to an active hold would lead to an unsafe move. It's possible
981          * that a thread already having an active dnode hold is about to add a
982          * dbuf, and we can't compare hold and dbuf counts while the add is in
983          * progress.
984          */
985         if (!rw_tryenter(&odn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER)) {
986                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
987                 mutex_exit(&os->os_lock);
988                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_rwlock);
989                 return (KMEM_CBRC_LATER);
990         }
991
992         /*
993          * A dbuf may be removed (evicted) without an active dnode hold. In that
994          * case, the dbuf count is decremented under the handle lock before the
995          * dbuf's hold is released. This order ensures that if we count the hold
996          * after the dbuf is removed but before its hold is released, we will
997          * treat the unmatched hold as active and exit safely. If we count the
998          * hold before the dbuf is removed, the hold is discounted, and the
999          * removal is blocked until the move completes.
1000          */
1001         refcount = zfs_refcount_count(&odn->dn_holds);
1002         ASSERT(refcount >= 0);
1003         dbufs = DN_DBUFS_COUNT(odn);
1004
1005         /* We can't have more dbufs than dnode holds. */
1006         ASSERT3U(dbufs, <=, refcount);
1007         DTRACE_PROBE3(dnode__move, dnode_t *, odn, int64_t, refcount,
1008             uint32_t, dbufs);
1009
1010         if (refcount > dbufs) {
1011                 rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
1012                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
1013                 mutex_exit(&os->os_lock);
1014                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_active);
1015                 return (KMEM_CBRC_LATER);
1016         }
1017
1018         rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
1019
1020         /*
1021          * At this point we know that anyone with a hold on the dnode is not
1022          * actively referencing it. The dnode is known and in a valid state to
1023          * move. We're holding the locks needed to execute the critical section.
1024          */
1025         dnode_move_impl(odn, ndn);
1026
1027         list_link_replace(&odn->dn_link, &ndn->dn_link);
1028         /* If the dnode was safe to move, the refcount cannot have changed. */
1029         ASSERT(refcount == zfs_refcount_count(&ndn->dn_holds));
1030         ASSERT(dbufs == DN_DBUFS_COUNT(ndn));
1031         zrl_exit(&ndn->dn_handle->dnh_zrlock); /* handle has moved */
1032         mutex_exit(&os->os_lock);
1033
1034         return (KMEM_CBRC_YES);
1035 }
1036 #endif  /* _KERNEL */
1037
1038 static void
1039 dnode_slots_hold(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1040 {
1041         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1042
1043         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1044                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1045                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1046         }
1047 }
1048
1049 static void
1050 dnode_slots_rele(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1051 {
1052         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1053
1054         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1055                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1056
1057                 if (zrl_is_locked(&dnh->dnh_zrlock))
1058                         zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1059                 else
1060                         zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1061         }
1062 }
1063
1064 static int
1065 dnode_slots_tryenter(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1066 {
1067         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1068
1069         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1070                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1071
1072                 if (!zrl_tryenter(&dnh->dnh_zrlock)) {
1073                         for (int j = idx; j < i; j++) {
1074                                 dnh = &children->dnc_children[j];
1075                                 zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1076                         }
1077
1078                         return (0);
1079                 }
1080         }
1081
1082         return (1);
1083 }
1084
1085 static void
1086 dnode_set_slots(dnode_children_t *children, int idx, int slots, void *ptr)
1087 {
1088         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1089
1090         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1091                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1092                 dnh->dnh_dnode = ptr;
1093         }
1094 }
1095
1096 static boolean_t
1097 dnode_check_slots_free(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1098 {
1099         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1100
1101         /*
1102          * If all dnode slots are either already free or
1103          * evictable return B_TRUE.
1104          */
1105         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1106                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1107                 dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
1108
1109                 if (dn == DN_SLOT_FREE) {
1110                         continue;
1111                 } else if (DN_SLOT_IS_PTR(dn)) {
1112                         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1113                         boolean_t can_free = (dn->dn_type == DMU_OT_NONE &&
1114                             zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds) &&
1115                             !DNODE_IS_DIRTY(dn));
1116                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1117
1118                         if (!can_free)
1119                                 return (B_FALSE);
1120                         else
1121                                 continue;
1122                 } else {
1123                         return (B_FALSE);
1124                 }
1125         }
1126
1127         return (B_TRUE);
1128 }
1129
1130 static void
1131 dnode_reclaim_slots(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1132 {
1133         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1134
1135         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1136                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1137
1138                 ASSERT(zrl_is_locked(&dnh->dnh_zrlock));
1139
1140                 if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1141                         ASSERT3S(dnh->dnh_dnode->dn_type, ==, DMU_OT_NONE);
1142                         dnode_destroy(dnh->dnh_dnode);
1143                         dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_FREE;
1144                 }
1145         }
1146 }
1147
1148 void
1149 dnode_free_interior_slots(dnode_t *dn)
1150 {
1151         dnode_children_t *children = dmu_buf_get_user(&dn->dn_dbuf->db);
1152         int epb = dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1153         int idx = (dn->dn_object & (epb - 1)) + 1;
1154         int slots = dn->dn_num_slots - 1;
1155
1156         if (slots == 0)
1157                 return;
1158
1159         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1160
1161         while (!dnode_slots_tryenter(children, idx, slots)) {
1162                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_free_interior_lock_retry);
1163                 cond_resched();
1164         }
1165
1166         dnode_set_slots(children, idx, slots, DN_SLOT_FREE);
1167         dnode_slots_rele(children, idx, slots);
1168 }
1169
1170 void
1171 dnode_special_close(dnode_handle_t *dnh)
1172 {
1173         dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
1174
1175         /*
1176          * Ensure dnode_rele_and_unlock() has released dn_mtx, after final
1177          * zfs_refcount_remove()
1178          */
1179         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1180         if (zfs_refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
1181                 cv_wait(&dn->dn_nodnholds, &dn->dn_mtx);
1182         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1183         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), ==, 0);
1184
1185         ASSERT(dn->dn_dbuf == NULL ||
1186             dmu_buf_get_user(&dn->dn_dbuf->db) == NULL);
1187         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1188         dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
1189         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1190         dnh->dnh_dnode = NULL;
1191 }
1192
1193 void
1194 dnode_special_open(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object,
1195     dnode_handle_t *dnh)
1196 {
1197         dnode_t *dn;
1198
1199         zrl_init(&dnh->dnh_zrlock);
1200         VERIFY3U(1, ==, zrl_tryenter(&dnh->dnh_zrlock));
1201
1202         dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object, dnh);
1203         DNODE_VERIFY(dn);
1204
1205         zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1206 }
1207
1208 static void
1209 dnode_buf_evict_async(void *dbu)
1210 {
1211         dnode_children_t *dnc = dbu;
1212
1213         DNODE_STAT_BUMP(dnode_buf_evict);
1214
1215         for (int i = 0; i < dnc->dnc_count; i++) {
1216                 dnode_handle_t *dnh = &dnc->dnc_children[i];
1217                 dnode_t *dn;
1218
1219                 /*
1220                  * The dnode handle lock guards against the dnode moving to
1221                  * another valid address, so there is no need here to guard
1222                  * against changes to or from NULL.
1223                  */
1224                 if (!DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1225                         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1226                         dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_UNINIT;
1227                         continue;
1228                 }
1229
1230                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1231                 dn = dnh->dnh_dnode;
1232                 /*
1233                  * If there are holds on this dnode, then there should
1234                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
1235                  * it wouldn't be eligible for eviction and this function
1236                  * would not have been called.
1237                  */
1238                 ASSERT(zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
1239                 ASSERT(zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
1240
1241                 dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() for first slot */
1242                 zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1243                 dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_UNINIT;
1244         }
1245         kmem_free(dnc, sizeof (dnode_children_t) +
1246             dnc->dnc_count * sizeof (dnode_handle_t));
1247 }
1248
1249 /*
1250  * When the DNODE_MUST_BE_FREE flag is set, the "slots" parameter is used
1251  * to ensure the hole at the specified object offset is large enough to
1252  * hold the dnode being created. The slots parameter is also used to ensure
1253  * a dnode does not span multiple dnode blocks. In both of these cases, if
1254  * a failure occurs, ENOSPC is returned. Keep in mind, these failure cases
1255  * are only possible when using DNODE_MUST_BE_FREE.
1256  *
1257  * If the DNODE_MUST_BE_ALLOCATED flag is set, "slots" must be 0.
1258  * dnode_hold_impl() will check if the requested dnode is already consumed
1259  * as an extra dnode slot by an large dnode, in which case it returns
1260  * ENOENT.
1261  *
1262  * If the DNODE_DRY_RUN flag is set, we don't actually hold the dnode, just
1263  * return whether the hold would succeed or not. tag and dnp should set to
1264  * NULL in this case.
1265  *
1266  * errors:
1267  * EINVAL - Invalid object number or flags.
1268  * ENOSPC - Hole too small to fulfill "slots" request (DNODE_MUST_BE_FREE)
1269  * EEXIST - Refers to an allocated dnode (DNODE_MUST_BE_FREE)
1270  *        - Refers to a freeing dnode (DNODE_MUST_BE_FREE)
1271  *        - Refers to an interior dnode slot (DNODE_MUST_BE_ALLOCATED)
1272  * ENOENT - The requested dnode is not allocated (DNODE_MUST_BE_ALLOCATED)
1273  *        - The requested dnode is being freed (DNODE_MUST_BE_ALLOCATED)
1274  * EIO    - I/O error when reading the meta dnode dbuf.
1275  *
1276  * succeeds even for free dnodes.
1277  */
1278 int
1279 dnode_hold_impl(objset_t *os, uint64_t object, int flag, int slots,
1280     void *tag, dnode_t **dnp)
1281 {
1282         int epb, idx, err;
1283         int drop_struct_lock = FALSE;
1284         int type;
1285         uint64_t blk;
1286         dnode_t *mdn, *dn;
1287         dmu_buf_impl_t *db;
1288         dnode_children_t *dnc;
1289         dnode_phys_t *dn_block;
1290         dnode_handle_t *dnh;
1291
1292         ASSERT(!(flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) || (slots == 0));
1293         ASSERT(!(flag & DNODE_MUST_BE_FREE) || (slots > 0));
1294         IMPLY(flag & DNODE_DRY_RUN, (tag == NULL) && (dnp == NULL));
1295
1296         /*
1297          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
1298          * be asking the DMU to do *anything* unless it's the root pool
1299          * which may require us to read from the root filesystem while
1300          * holding some (not all) of the locks as writer.
1301          */
1302         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0 ||
1303             (spa_is_root(os->os_spa) &&
1304             spa_config_held(os->os_spa, SCL_STATE, RW_WRITER)));
1305
1306         ASSERT((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) || (flag & DNODE_MUST_BE_FREE));
1307
1308         if (object == DMU_USERUSED_OBJECT || object == DMU_GROUPUSED_OBJECT ||
1309             object == DMU_PROJECTUSED_OBJECT) {
1310                 if (object == DMU_USERUSED_OBJECT)
1311                         dn = DMU_USERUSED_DNODE(os);
1312                 else if (object == DMU_GROUPUSED_OBJECT)
1313                         dn = DMU_GROUPUSED_DNODE(os);
1314                 else
1315                         dn = DMU_PROJECTUSED_DNODE(os);
1316                 if (dn == NULL)
1317                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1318                 type = dn->dn_type;
1319                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE)
1320                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1321                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)
1322                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1323                 DNODE_VERIFY(dn);
1324                 /* Don't actually hold if dry run, just return 0 */
1325                 if (!(flag & DNODE_DRY_RUN)) {
1326                         (void) zfs_refcount_add(&dn->dn_holds, tag);
1327                         *dnp = dn;
1328                 }
1329                 return (0);
1330         }
1331
1332         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
1333                 return (SET_ERROR(EINVAL));
1334
1335         mdn = DMU_META_DNODE(os);
1336         ASSERT(mdn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1337
1338         DNODE_VERIFY(mdn);
1339
1340         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
1341                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1342                 drop_struct_lock = TRUE;
1343         }
1344
1345         blk = dbuf_whichblock(mdn, 0, object * sizeof (dnode_phys_t));
1346         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
1347         if (drop_struct_lock)
1348                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
1349         if (db == NULL) {
1350                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_dbuf_hold);
1351                 return (SET_ERROR(EIO));
1352         }
1353
1354         /*
1355          * We do not need to decrypt to read the dnode so it doesn't matter
1356          * if we get the encrypted or decrypted version.
1357          */
1358         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL |
1359             DB_RF_NO_DECRYPT | DB_RF_NOPREFETCH);
1360         if (err) {
1361                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_dbuf_read);
1362                 dbuf_rele(db, FTAG);
1363                 return (err);
1364         }
1365
1366         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
1367         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1368
1369         idx = object & (epb - 1);
1370         dn_block = (dnode_phys_t *)db->db.db_data;
1371
1372         ASSERT(DB_DNODE(db)->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1373         dnc = dmu_buf_get_user(&db->db);
1374         dnh = NULL;
1375         if (dnc == NULL) {
1376                 dnode_children_t *winner;
1377                 int skip = 0;
1378
1379                 dnc = kmem_zalloc(sizeof (dnode_children_t) +
1380                     epb * sizeof (dnode_handle_t), KM_SLEEP);
1381                 dnc->dnc_count = epb;
1382                 dnh = &dnc->dnc_children[0];
1383
1384                 /* Initialize dnode slot status from dnode_phys_t */
1385                 for (int i = 0; i < epb; i++) {
1386                         zrl_init(&dnh[i].dnh_zrlock);
1387
1388                         if (skip) {
1389                                 skip--;
1390                                 continue;
1391                         }
1392
1393                         if (dn_block[i].dn_type != DMU_OT_NONE) {
1394                                 int interior = dn_block[i].dn_extra_slots;
1395
1396                                 dnode_set_slots(dnc, i, 1, DN_SLOT_ALLOCATED);
1397                                 dnode_set_slots(dnc, i + 1, interior,
1398                                     DN_SLOT_INTERIOR);
1399                                 skip = interior;
1400                         } else {
1401                                 dnh[i].dnh_dnode = DN_SLOT_FREE;
1402                                 skip = 0;
1403                         }
1404                 }
1405
1406                 dmu_buf_init_user(&dnc->dnc_dbu, NULL,
1407                     dnode_buf_evict_async, NULL);
1408                 winner = dmu_buf_set_user(&db->db, &dnc->dnc_dbu);
1409                 if (winner != NULL) {
1410
1411                         for (int i = 0; i < epb; i++)
1412                                 zrl_destroy(&dnh[i].dnh_zrlock);
1413
1414                         kmem_free(dnc, sizeof (dnode_children_t) +
1415                             epb * sizeof (dnode_handle_t));
1416                         dnc = winner;
1417                 }
1418         }
1419
1420         ASSERT(dnc->dnc_count == epb);
1421
1422         if (flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) {
1423                 slots = 1;
1424
1425                 dnode_slots_hold(dnc, idx, slots);
1426                 dnh = &dnc->dnc_children[idx];
1427
1428                 if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1429                         dn = dnh->dnh_dnode;
1430                 } else if (dnh->dnh_dnode == DN_SLOT_INTERIOR) {
1431                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_interior);
1432                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1433                         dbuf_rele(db, FTAG);
1434                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1435                 } else if (dnh->dnh_dnode != DN_SLOT_ALLOCATED) {
1436                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_misses);
1437                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1438                         dbuf_rele(db, FTAG);
1439                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1440                 } else {
1441                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1442                         while (!dnode_slots_tryenter(dnc, idx, slots)) {
1443                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_lock_retry);
1444                                 cond_resched();
1445                         }
1446
1447                         /*
1448                          * Someone else won the race and called dnode_create()
1449                          * after we checked DN_SLOT_IS_PTR() above but before
1450                          * we acquired the lock.
1451                          */
1452                         if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1453                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_lock_misses);
1454                                 dn = dnh->dnh_dnode;
1455                         } else {
1456                                 dn = dnode_create(os, dn_block + idx, db,
1457                                     object, dnh);
1458                         }
1459                 }
1460
1461                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1462                 if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg != 0) {
1463                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_type_none);
1464                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1465                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1466                         dbuf_rele(db, FTAG);
1467                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1468                 }
1469
1470                 /* Don't actually hold if dry run, just return 0 */
1471                 if (flag & DNODE_DRY_RUN) {
1472                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1473                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1474                         dbuf_rele(db, FTAG);
1475                         return (0);
1476                 }
1477
1478                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_hits);
1479         } else if (flag & DNODE_MUST_BE_FREE) {
1480
1481                 if (idx + slots - 1 >= DNODES_PER_BLOCK) {
1482                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_overflow);
1483                         dbuf_rele(db, FTAG);
1484                         return (SET_ERROR(ENOSPC));
1485                 }
1486
1487                 dnode_slots_hold(dnc, idx, slots);
1488
1489                 if (!dnode_check_slots_free(dnc, idx, slots)) {
1490                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_misses);
1491                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1492                         dbuf_rele(db, FTAG);
1493                         return (SET_ERROR(ENOSPC));
1494                 }
1495
1496                 dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1497                 while (!dnode_slots_tryenter(dnc, idx, slots)) {
1498                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_lock_retry);
1499                         cond_resched();
1500                 }
1501
1502                 if (!dnode_check_slots_free(dnc, idx, slots)) {
1503                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_lock_misses);
1504                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1505                         dbuf_rele(db, FTAG);
1506                         return (SET_ERROR(ENOSPC));
1507                 }
1508
1509                 /*
1510                  * Allocated but otherwise free dnodes which would
1511                  * be in the interior of a multi-slot dnodes need
1512                  * to be freed.  Single slot dnodes can be safely
1513                  * re-purposed as a performance optimization.
1514                  */
1515                 if (slots > 1)
1516                         dnode_reclaim_slots(dnc, idx + 1, slots - 1);
1517
1518                 dnh = &dnc->dnc_children[idx];
1519                 if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1520                         dn = dnh->dnh_dnode;
1521                 } else {
1522                         dn = dnode_create(os, dn_block + idx, db,
1523                             object, dnh);
1524                 }
1525
1526                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1527                 if (!zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds) || dn->dn_free_txg) {
1528                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_refcount);
1529                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1530                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1531                         dbuf_rele(db, FTAG);
1532                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1533                 }
1534
1535                 /* Don't actually hold if dry run, just return 0 */
1536                 if (flag & DNODE_DRY_RUN) {
1537                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1538                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1539                         dbuf_rele(db, FTAG);
1540                         return (0);
1541                 }
1542
1543                 dnode_set_slots(dnc, idx + 1, slots - 1, DN_SLOT_INTERIOR);
1544                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_hits);
1545         } else {
1546                 dbuf_rele(db, FTAG);
1547                 return (SET_ERROR(EINVAL));
1548         }
1549
1550         ASSERT0(dn->dn_free_txg);
1551
1552         if (zfs_refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
1553                 dbuf_add_ref(db, dnh);
1554
1555         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1556
1557         /* Now we can rely on the hold to prevent the dnode from moving. */
1558         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1559
1560         DNODE_VERIFY(dn);
1561         ASSERT3P(dnp, !=, NULL);
1562         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
1563         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
1564         dbuf_rele(db, FTAG);
1565
1566         *dnp = dn;
1567         return (0);
1568 }
1569
1570 /*
1571  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
1572  */
1573 int
1574 dnode_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dnode_t **dnp)
1575 {
1576         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, 0, tag,
1577             dnp));
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Can only add a reference if there is already at least one
1582  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
1583  * new reference.
1584  */
1585 boolean_t
1586 dnode_add_ref(dnode_t *dn, void *tag)
1587 {
1588         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1589         if (zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
1590                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1591                 return (FALSE);
1592         }
1593         VERIFY(1 < zfs_refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
1594         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1595         return (TRUE);
1596 }
1597
1598 void
1599 dnode_rele(dnode_t *dn, void *tag)
1600 {
1601         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1602         dnode_rele_and_unlock(dn, tag, B_FALSE);
1603 }
1604
1605 void
1606 dnode_rele_and_unlock(dnode_t *dn, void *tag, boolean_t evicting)
1607 {
1608         uint64_t refs;
1609         /* Get while the hold prevents the dnode from moving. */
1610         dmu_buf_impl_t *db = dn->dn_dbuf;
1611         dnode_handle_t *dnh = dn->dn_handle;
1612
1613         refs = zfs_refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
1614         if (refs == 0)
1615                 cv_broadcast(&dn->dn_nodnholds);
1616         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1617         /* dnode could get destroyed at this point, so don't use it anymore */
1618
1619         /*
1620          * It's unsafe to release the last hold on a dnode by dnode_rele() or
1621          * indirectly by dbuf_rele() while relying on the dnode handle to
1622          * prevent the dnode from moving, since releasing the last hold could
1623          * result in the dnode's parent dbuf evicting its dnode handles. For
1624          * that reason anyone calling dnode_rele() or dbuf_rele() without some
1625          * other direct or indirect hold on the dnode must first drop the dnode
1626          * handle.
1627          */
1628         ASSERT(refs > 0 || dnh->dnh_zrlock.zr_owner != curthread);
1629
1630         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
1631         if (refs == 0 && db != NULL) {
1632                 /*
1633                  * Another thread could add a hold to the dnode handle in
1634                  * dnode_hold_impl() while holding the parent dbuf. Since the
1635                  * hold on the parent dbuf prevents the handle from being
1636                  * destroyed, the hold on the handle is OK. We can't yet assert
1637                  * that the handle has zero references, but that will be
1638                  * asserted anyway when the handle gets destroyed.
1639                  */
1640                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1641                 dbuf_rele_and_unlock(db, dnh, evicting);
1642         }
1643 }
1644
1645 /*
1646  * Test whether we can create a dnode at the specified location.
1647  */
1648 int
1649 dnode_try_claim(objset_t *os, uint64_t object, int slots)
1650 {
1651         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_FREE | DNODE_DRY_RUN,
1652             slots, NULL, NULL));
1653 }
1654
1655 void
1656 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1657 {
1658         objset_t *os = dn->dn_objset;
1659         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1660
1661         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
1662                 dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1663                 return;
1664         }
1665
1666         DNODE_VERIFY(dn);
1667
1668 #ifdef ZFS_DEBUG
1669         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1670         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
1671         ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg);
1672         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1673 #endif
1674
1675         /*
1676          * Determine old uid/gid when necessary
1677          */
1678         dmu_objset_userquota_get_ids(dn, B_TRUE, tx);
1679
1680         multilist_t *dirtylist = os->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK];
1681         multilist_sublist_t *mls = multilist_sublist_lock_obj(dirtylist, dn);
1682
1683         /*
1684          * If we are already marked dirty, we're done.
1685          */
1686         if (multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
1687                 multilist_sublist_unlock(mls);
1688                 return;
1689         }
1690
1691         ASSERT(!zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds) ||
1692             !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
1693         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
1694         ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[txg & TXG_MASK]);
1695         ASSERT0(dn->dn_next_blksz[txg & TXG_MASK]);
1696         ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[txg & TXG_MASK]);
1697
1698         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
1699             dn->dn_object, txg);
1700
1701         multilist_sublist_insert_head(mls, dn);
1702
1703         multilist_sublist_unlock(mls);
1704
1705         /*
1706          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
1707          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
1708          * dbuf maintains a hold on the dnode.  When the last child
1709          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
1710          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
1711          * dnode will hang around after we finish processing its
1712          * children.
1713          */
1714         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
1715
1716         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
1717
1718         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1719 }
1720
1721 void
1722 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1723 {
1724         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1725         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
1726                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1727                 return;
1728         }
1729         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
1730         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1731
1732         dnode_setdirty(dn, tx);
1733 }
1734
1735 /*
1736  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
1737  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
1738  */
1739 int
1740 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
1741 {
1742         dmu_buf_impl_t *db;
1743         int err;
1744
1745         ASSERT3U(size, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
1746         if (size == 0)
1747                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
1748         else
1749                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
1750
1751         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
1752                 ibs = 0;
1753
1754         if (size >> SPA_MINBLOCKSHIFT == dn->dn_datablkszsec && ibs == 0)
1755                 return (0);
1756
1757         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1758
1759         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
1760         if (dn->dn_maxblkid != 0)
1761                 goto fail;
1762
1763         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1764         for (db = avl_first(&dn->dn_dbufs); db != NULL;
1765             db = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db)) {
1766                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1767                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1768                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1769                         goto fail;
1770                 }
1771         }
1772         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1773
1774         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
1775                 goto fail;
1776
1777         /* resize the old block */
1778         err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FALSE, FTAG, &db);
1779         if (err == 0) {
1780                 dbuf_new_size(db, size, tx);
1781         } else if (err != ENOENT) {
1782                 goto fail;
1783         }
1784
1785         dnode_setdblksz(dn, size);
1786         dnode_setdirty(dn, tx);
1787         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = size;
1788         if (ibs) {
1789                 dn->dn_indblkshift = ibs;
1790                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg&TXG_MASK] = ibs;
1791         }
1792         /* release after we have fixed the blocksize in the dnode */
1793         if (db)
1794                 dbuf_rele(db, FTAG);
1795
1796         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1797         return (0);
1798
1799 fail:
1800         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1801         return (SET_ERROR(ENOTSUP));
1802 }
1803
1804 static void
1805 dnode_set_nlevels_impl(dnode_t *dn, int new_nlevels, dmu_tx_t *tx)
1806 {
1807         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1808         int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
1809         dmu_buf_impl_t *db;
1810         list_t *list;
1811         dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
1812
1813         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1814
1815         dn->dn_nlevels = new_nlevels;
1816
1817         ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
1818         dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
1819
1820         /* dirty the left indirects */
1821         db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
1822         ASSERT(db != NULL);
1823         new = dbuf_dirty(db, tx);
1824         dbuf_rele(db, FTAG);
1825
1826         /* transfer the dirty records to the new indirect */
1827         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1828         mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
1829         list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
1830         for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
1831                 dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1832                 if (dr->dr_dbuf->db_level != new_nlevels-1 &&
1833                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1834                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1835                         ASSERT(dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels-1);
1836                         list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1837                         list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
1838                         dr->dr_parent = new;
1839                 }
1840         }
1841         mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
1842         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1843 }
1844
1845 int
1846 dnode_set_nlevels(dnode_t *dn, int nlevels, dmu_tx_t *tx)
1847 {
1848         int ret = 0;
1849
1850         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1851
1852         if (dn->dn_nlevels == nlevels) {
1853                 ret = 0;
1854                 goto out;
1855         } else if (nlevels < dn->dn_nlevels) {
1856                 ret = SET_ERROR(EINVAL);
1857                 goto out;
1858         }
1859
1860         dnode_set_nlevels_impl(dn, nlevels, tx);
1861
1862 out:
1863         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1864         return (ret);
1865 }
1866
1867 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
1868 void
1869 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read,
1870     boolean_t force)
1871 {
1872         int epbs, new_nlevels;
1873         uint64_t sz;
1874
1875         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1876
1877         ASSERT(have_read ?
1878             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
1879             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1880
1881         /*
1882          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
1883          * before upgrading to a write-lock.
1884          */
1885         if (have_read) {
1886                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
1887                         return;
1888
1889                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1890                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1891                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1892                 }
1893         }
1894
1895         /*
1896          * Raw sends (indicated by the force flag) require that we take the
1897          * given blkid even if the value is lower than the current value.
1898          */
1899         if (!force && blkid <= dn->dn_maxblkid)
1900                 goto out;
1901
1902         /*
1903          * We use the (otherwise unused) top bit of dn_next_maxblkid[txgoff]
1904          * to indicate that this field is set. This allows us to set the
1905          * maxblkid to 0 on an existing object in dnode_sync().
1906          */
1907         dn->dn_maxblkid = blkid;
1908         dn->dn_next_maxblkid[tx->tx_txg & TXG_MASK] =
1909             blkid | DMU_NEXT_MAXBLKID_SET;
1910
1911         /*
1912          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
1913          * Raw sends will ensure nlevels is set correctly for us.
1914          */
1915         new_nlevels = 1;
1916         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1917         for (sz = dn->dn_nblkptr;
1918             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
1919                 new_nlevels++;
1920
1921         ASSERT3U(new_nlevels, <=, DN_MAX_LEVELS);
1922
1923         if (!force) {
1924                 if (new_nlevels > dn->dn_nlevels)
1925                         dnode_set_nlevels_impl(dn, new_nlevels, tx);
1926         } else {
1927                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >=, new_nlevels);
1928         }
1929
1930 out:
1931         if (have_read)
1932                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
1933 }
1934
1935 static void
1936 dnode_dirty_l1(dnode_t *dn, uint64_t l1blkid, dmu_tx_t *tx)
1937 {
1938         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dn, 1, l1blkid, FTAG);
1939         if (db != NULL) {
1940                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1941                 dbuf_rele(db, FTAG);
1942         }
1943 }
1944
1945 /*
1946  * Dirty all the in-core level-1 dbufs in the range specified by start_blkid
1947  * and end_blkid.
1948  */
1949 static void
1950 dnode_dirty_l1range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
1951     dmu_tx_t *tx)
1952 {
1953         dmu_buf_impl_t *db_search;
1954         dmu_buf_impl_t *db;
1955         avl_index_t where;
1956
1957         db_search = kmem_zalloc(sizeof (dmu_buf_impl_t), KM_SLEEP);
1958
1959         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1960
1961         db_search->db_level = 1;
1962         db_search->db_blkid = start_blkid + 1;
1963         db_search->db_state = DB_SEARCH;
1964         for (;;) {
1965
1966                 db = avl_find(&dn->dn_dbufs, db_search, &where);
1967                 if (db == NULL)
1968                         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
1969
1970                 if (db == NULL || db->db_level != 1 ||
1971                     db->db_blkid >= end_blkid) {
1972                         break;
1973                 }
1974
1975                 /*
1976                  * Setup the next blkid we want to search for.
1977                  */
1978                 db_search->db_blkid = db->db_blkid + 1;
1979                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
1980
1981                 /*
1982                  * If the dbuf transitions to DB_EVICTING while we're trying
1983                  * to dirty it, then we will be unable to discover it in
1984                  * the dbuf hash table. This will result in a call to
1985                  * dbuf_create() which needs to acquire the dn_dbufs_mtx
1986                  * lock. To avoid a deadlock, we drop the lock before
1987                  * dirtying the level-1 dbuf.
1988                  */
1989                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1990                 dnode_dirty_l1(dn, db->db_blkid, tx);
1991                 mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1992         }
1993
1994 #ifdef ZFS_DEBUG
1995         /*
1996          * Walk all the in-core level-1 dbufs and verify they have been dirtied.
1997          */
1998         db_search->db_level = 1;
1999         db_search->db_blkid = start_blkid + 1;
2000         db_search->db_state = DB_SEARCH;
2001         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, db_search, &where);
2002         if (db == NULL)
2003                 db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
2004         for (; db != NULL; db = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db)) {
2005                 if (db->db_level != 1 || db->db_blkid >= end_blkid)
2006                         break;
2007                 if (db->db_state != DB_EVICTING)
2008                         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
2009         }
2010 #endif
2011         kmem_free(db_search, sizeof (dmu_buf_impl_t));
2012         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2013 }
2014
2015 void
2016 dnode_set_dirtyctx(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx, void *tag)
2017 {
2018         /*
2019          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
2020          * initialize the objset.
2021          */
2022         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED) {
2023                 dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
2024
2025                 if (ds != NULL) {
2026                         rrw_enter(&ds->ds_bp_rwlock, RW_READER, tag);
2027                 }
2028                 if (!BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
2029                         if (dmu_tx_is_syncing(tx))
2030                                 dn->dn_dirtyctx = DN_DIRTY_SYNC;
2031                         else
2032                                 dn->dn_dirtyctx = DN_DIRTY_OPEN;
2033                         dn->dn_dirtyctx_firstset = tag;
2034                 }
2035                 if (ds != NULL) {
2036                         rrw_exit(&ds->ds_bp_rwlock, tag);
2037                 }
2038         }
2039 }
2040
2041 void
2042 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
2043 {
2044         dmu_buf_impl_t *db;
2045         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
2046         int blksz, blkshift, head, tail;
2047         int trunc = FALSE;
2048         int epbs;
2049
2050         blksz = dn->dn_datablksz;
2051         blkshift = dn->dn_datablkshift;
2052         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2053
2054         if (len == DMU_OBJECT_END) {
2055                 len = UINT64_MAX - off;
2056                 trunc = TRUE;
2057         }
2058
2059         /*
2060          * First, block align the region to free:
2061          */
2062         if (ISP2(blksz)) {
2063                 head = P2NPHASE(off, blksz);
2064                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
2065                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
2066                         return;
2067         } else {
2068                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
2069                 if (off == 0 && len >= blksz) {
2070                         /*
2071                          * Freeing the whole block; fast-track this request.
2072                          */
2073                         blkid = 0;
2074                         nblks = 1;
2075                         if (dn->dn_nlevels > 1) {
2076                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2077                                 dnode_dirty_l1(dn, 0, tx);
2078                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2079                         }
2080                         goto done;
2081                 } else if (off >= blksz) {
2082                         /* Freeing past end-of-data */
2083                         return;
2084                 } else {
2085                         /* Freeing part of the block. */
2086                         head = blksz - off;
2087                         ASSERT3U(head, >, 0);
2088                 }
2089                 blkoff = off;
2090         }
2091         /* zero out any partial block data at the start of the range */
2092         if (head) {
2093                 int res;
2094                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
2095                 if (len < head)
2096                         head = len;
2097                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2098                 res = dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, 0, off),
2099                     TRUE, FALSE, FTAG, &db);
2100                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2101                 if (res == 0) {
2102                         caddr_t data;
2103                         boolean_t dirty;
2104
2105                         db_lock_type_t dblt = dmu_buf_lock_parent(db, RW_READER,
2106                             FTAG);
2107                         /* don't dirty if it isn't on disk and isn't dirty */
2108                         dirty = !list_is_empty(&db->db_dirty_records) ||
2109                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr));
2110                         dmu_buf_unlock_parent(db, dblt, FTAG);
2111                         if (dirty) {
2112                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
2113                                 data = db->db.db_data;
2114                                 bzero(data + blkoff, head);
2115                         }
2116                         dbuf_rele(db, FTAG);
2117                 }
2118                 off += head;
2119                 len -= head;
2120         }
2121
2122         /* If the range was less than one block, we're done */
2123         if (len == 0)
2124                 return;
2125
2126         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
2127         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
2128                 return;
2129
2130         ASSERT(ISP2(blksz));
2131         if (trunc)
2132                 tail = 0;
2133         else
2134                 tail = P2PHASE(len, blksz);
2135
2136         ASSERT0(P2PHASE(off, blksz));
2137         /* zero out any partial block data at the end of the range */
2138         if (tail) {
2139                 int res;
2140                 if (len < tail)
2141                         tail = len;
2142                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2143                 res = dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, 0, off+len),
2144                     TRUE, FALSE, FTAG, &db);
2145                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2146                 if (res == 0) {
2147                         boolean_t dirty;
2148                         /* don't dirty if not on disk and not dirty */
2149                         db_lock_type_t type = dmu_buf_lock_parent(db, RW_READER,
2150                             FTAG);
2151                         dirty = !list_is_empty(&db->db_dirty_records) ||
2152                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr));
2153                         dmu_buf_unlock_parent(db, type, FTAG);
2154                         if (dirty) {
2155                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
2156                                 bzero(db->db.db_data, tail);
2157                         }
2158                         dbuf_rele(db, FTAG);
2159                 }
2160                 len -= tail;
2161         }
2162
2163         /* If the range did not include a full block, we are done */
2164         if (len == 0)
2165                 return;
2166
2167         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
2168         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
2169         blkid = off >> blkshift;
2170         nblks = len >> blkshift;
2171         if (trunc)
2172                 nblks += 1;
2173
2174         /*
2175          * Dirty all the indirect blocks in this range.  Note that only
2176          * the first and last indirect blocks can actually be written
2177          * (if they were partially freed) -- they must be dirtied, even if
2178          * they do not exist on disk yet.  The interior blocks will
2179          * be freed by free_children(), so they will not actually be written.
2180          * Even though these interior blocks will not be written, we
2181          * dirty them for two reasons:
2182          *
2183          *  - It ensures that the indirect blocks remain in memory until
2184          *    syncing context.  (They have already been prefetched by
2185          *    dmu_tx_hold_free(), so we don't have to worry about reading
2186          *    them serially here.)
2187          *
2188          *  - The dirty space accounting will put pressure on the txg sync
2189          *    mechanism to begin syncing, and to delay transactions if there
2190          *    is a large amount of freeing.  Even though these indirect
2191          *    blocks will not be written, we could need to write the same
2192          *    amount of space if we copy the freed BPs into deadlists.
2193          */
2194         if (dn->dn_nlevels > 1) {
2195                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2196                 uint64_t first, last;
2197
2198                 first = blkid >> epbs;
2199                 dnode_dirty_l1(dn, first, tx);
2200                 if (trunc)
2201                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
2202                 else
2203                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
2204                 if (last != first)
2205                         dnode_dirty_l1(dn, last, tx);
2206
2207                 dnode_dirty_l1range(dn, first, last, tx);
2208
2209                 int shift = dn->dn_datablkshift + dn->dn_indblkshift -
2210                     SPA_BLKPTRSHIFT;
2211                 for (uint64_t i = first + 1; i < last; i++) {
2212                         /*
2213                          * Set i to the blockid of the next non-hole
2214                          * level-1 indirect block at or after i.  Note
2215                          * that dnode_next_offset() operates in terms of
2216                          * level-0-equivalent bytes.
2217                          */
2218                         uint64_t ibyte = i << shift;
2219                         int err = dnode_next_offset(dn, DNODE_FIND_HAVELOCK,
2220                             &ibyte, 2, 1, 0);
2221                         i = ibyte >> shift;
2222                         if (i >= last)
2223                                 break;
2224
2225                         /*
2226                          * Normally we should not see an error, either
2227                          * from dnode_next_offset() or dbuf_hold_level()
2228                          * (except for ESRCH from dnode_next_offset).
2229                          * If there is an i/o error, then when we read
2230                          * this block in syncing context, it will use
2231                          * ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, and thus hang/panic according
2232                          * to the "failmode" property.  dnode_next_offset()
2233                          * doesn't have a flag to indicate MUSTSUCCEED.
2234                          */
2235                         if (err != 0)
2236                                 break;
2237
2238                         dnode_dirty_l1(dn, i, tx);
2239                 }
2240                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2241         }
2242
2243 done:
2244         /*
2245          * Add this range to the dnode range list.
2246          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
2247          */
2248         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2249         {
2250                 int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
2251                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] == NULL) {
2252                         dn->dn_free_ranges[txgoff] = range_tree_create(NULL,
2253                             RANGE_SEG64, NULL, 0, 0);
2254                 }
2255                 range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
2256                 range_tree_add(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
2257         }
2258         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
2259             blkid, nblks, tx->tx_txg);
2260         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2261
2262         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
2263         dnode_setdirty(dn, tx);
2264 }
2265
2266 static boolean_t
2267 dnode_spill_freed(dnode_t *dn)
2268 {
2269         int i;
2270
2271         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2272         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
2273                 if (dn->dn_rm_spillblk[i] == DN_KILL_SPILLBLK)
2274                         break;
2275         }
2276         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2277         return (i < TXG_SIZE);
2278 }
2279
2280 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
2281 uint64_t
2282 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
2283 {
2284         void *dp = spa_get_dsl(dn->dn_objset->os_spa);
2285         int i;
2286
2287         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2288                 return (FALSE);
2289
2290         /*
2291          * If we're in the process of opening the pool, dp will not be
2292          * set yet, but there shouldn't be anything dirty.
2293          */
2294         if (dp == NULL)
2295                 return (FALSE);
2296
2297         if (dn->dn_free_txg)
2298                 return (TRUE);
2299
2300         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID)
2301                 return (dnode_spill_freed(dn));
2302
2303         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2304         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
2305                 if (dn->dn_free_ranges[i] != NULL &&
2306                     range_tree_contains(dn->dn_free_ranges[i], blkid, 1))
2307                         break;
2308         }
2309         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2310         return (i < TXG_SIZE);
2311 }
2312
2313 /* call from syncing context when we actually write/free space for this dnode */
2314 void
2315 dnode_diduse_space(dnode_t *dn, int64_t delta)
2316 {
2317         uint64_t space;
2318         dprintf_dnode(dn, "dn=%p dnp=%p used=%llu delta=%lld\n",
2319             dn, dn->dn_phys,
2320             (u_longlong_t)dn->dn_phys->dn_used,
2321             (longlong_t)delta);
2322
2323         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2324         space = DN_USED_BYTES(dn->dn_phys);
2325         if (delta > 0) {
2326                 ASSERT3U(space + delta, >=, space); /* no overflow */
2327         } else {
2328                 ASSERT3U(space, >=, -delta); /* no underflow */
2329         }
2330         space += delta;
2331         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_DNODE_BYTES) {
2332                 ASSERT((dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) == 0);
2333                 ASSERT0(P2PHASE(space, 1<<DEV_BSHIFT));
2334                 dn->dn_phys->dn_used = space >> DEV_BSHIFT;
2335         } else {
2336                 dn->dn_phys->dn_used = space;
2337                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_USED_BYTES;
2338         }
2339         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2340 }
2341
2342 /*
2343  * Scans a block at the indicated "level" looking for a hole or data,
2344  * depending on 'flags'.
2345  *
2346  * If level > 0, then we are scanning an indirect block looking at its
2347  * pointers.  If level == 0, then we are looking at a block of dnodes.
2348  *
2349  * If we don't find what we are looking for in the block, we return ESRCH.
2350  * Otherwise, return with *offset pointing to the beginning (if searching
2351  * forwards) or end (if searching backwards) of the range covered by the
2352  * block pointer we matched on (or dnode).
2353  *
2354  * The basic search algorithm used below by dnode_next_offset() is to
2355  * use this function to search up the block tree (widen the search) until
2356  * we find something (i.e., we don't return ESRCH) and then search back
2357  * down the tree (narrow the search) until we reach our original search
2358  * level.
2359  */
2360 static int
2361 dnode_next_offset_level(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
2362     int lvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
2363 {
2364         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
2365         void *data = NULL;
2366         uint64_t epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2367         uint64_t epb = 1ULL << epbs;
2368         uint64_t minfill, maxfill;
2369         boolean_t hole;
2370         int i, inc, error, span;
2371
2372         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2373
2374         hole = ((flags & DNODE_FIND_HOLE) != 0);
2375         inc = (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS) ? -1 : 1;
2376         ASSERT(txg == 0 || !hole);
2377
2378         if (lvl == dn->dn_phys->dn_nlevels) {
2379                 error = 0;
2380                 epb = dn->dn_phys->dn_nblkptr;
2381                 data = dn->dn_phys->dn_blkptr;
2382         } else {
2383                 uint64_t blkid = dbuf_whichblock(dn, lvl, *offset);
2384                 error = dbuf_hold_impl(dn, lvl, blkid, TRUE, FALSE, FTAG, &db);
2385                 if (error) {
2386                         if (error != ENOENT)
2387                                 return (error);
2388                         if (hole)
2389                                 return (0);
2390                         /*
2391                          * This can only happen when we are searching up
2392                          * the block tree for data.  We don't really need to
2393                          * adjust the offset, as we will just end up looking
2394                          * at the pointer to this block in its parent, and its
2395                          * going to be unallocated, so we will skip over it.
2396                          */
2397                         return (SET_ERROR(ESRCH));
2398                 }
2399                 error = dbuf_read(db, NULL,
2400                     DB_RF_CANFAIL | DB_RF_HAVESTRUCT |
2401                     DB_RF_NO_DECRYPT | DB_RF_NOPREFETCH);
2402                 if (error) {
2403                         dbuf_rele(db, FTAG);
2404                         return (error);
2405                 }
2406                 data = db->db.db_data;
2407                 rw_enter(&db->db_rwlock, RW_READER);
2408         }
2409
2410         if (db != NULL && txg != 0 && (db->db_blkptr == NULL ||
2411             db->db_blkptr->blk_birth <= txg ||
2412             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
2413                 /*
2414                  * This can only happen when we are searching up the tree
2415                  * and these conditions mean that we need to keep climbing.
2416                  */
2417                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2418         } else if (lvl == 0) {
2419                 dnode_phys_t *dnp = data;
2420
2421                 ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_DNODE);
2422                 ASSERT(!(flags & DNODE_FIND_BACKWARDS));
2423
2424                 for (i = (*offset >> DNODE_SHIFT) & (blkfill - 1);
2425                     i < blkfill; i += dnp[i].dn_extra_slots + 1) {
2426                         if ((dnp[i].dn_type == DMU_OT_NONE) == hole)
2427                                 break;
2428                 }
2429
2430                 if (i == blkfill)
2431                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2432
2433                 *offset = (*offset & ~(DNODE_BLOCK_SIZE - 1)) +
2434                     (i << DNODE_SHIFT);
2435         } else {
2436                 blkptr_t *bp = data;
2437                 uint64_t start = *offset;
2438                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
2439                 minfill = 0;
2440                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
2441
2442                 if (hole)
2443                         maxfill--;
2444                 else
2445                         minfill++;
2446
2447                 if (span >= 8 * sizeof (*offset)) {
2448                         /* This only happens on the highest indirection level */
2449                         ASSERT3U((lvl - 1), ==, dn->dn_phys->dn_nlevels - 1);
2450                         *offset = 0;
2451                 } else {
2452                         *offset = *offset >> span;
2453                 }
2454
2455                 for (i = BF64_GET(*offset, 0, epbs);
2456                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
2457                         if (BP_GET_FILL(&bp[i]) >= minfill &&
2458                             BP_GET_FILL(&bp[i]) <= maxfill &&
2459                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
2460                                 break;
2461                         if (inc > 0 || *offset > 0)
2462                                 *offset += inc;
2463                 }
2464
2465                 if (span >= 8 * sizeof (*offset)) {
2466                         *offset = start;
2467                 } else {
2468                         *offset = *offset << span;
2469                 }
2470
2471                 if (inc < 0) {
2472                         /* traversing backwards; position offset at the end */
2473                         ASSERT3U(*offset, <=, start);
2474                         *offset = MIN(*offset + (1ULL << span) - 1, start);
2475                 } else if (*offset < start) {
2476                         *offset = start;
2477                 }
2478                 if (i < 0 || i >= epb)
2479                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2480         }
2481
2482         if (db != NULL) {
2483                 rw_exit(&db->db_rwlock);
2484                 dbuf_rele(db, FTAG);
2485         }
2486
2487         return (error);
2488 }
2489
2490 /*
2491  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
2492  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
2493  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
2494  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
2495  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
2496  *
2497  * Examples:
2498  *
2499  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
2500  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
2501  *      Used in dmu_offset_next().
2502  *
2503  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
2504  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
2505  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
2506  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
2507  *      Used in dmu_object_next().
2508  *
2509  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
2510  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
2511  *      Used in dmu_object_alloc().
2512  */
2513 int
2514 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
2515     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
2516 {
2517         uint64_t initial_offset = *offset;
2518         int lvl, maxlvl;
2519         int error = 0;
2520
2521         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
2522                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2523
2524         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
2525                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2526                 goto out;
2527         }
2528
2529         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
2530                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
2531                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
2532                                 *offset = dn->dn_datablksz;
2533                 } else {
2534                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2535                 }
2536                 goto out;
2537         }
2538
2539         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2540
2541         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
2542                 error = dnode_next_offset_level(dn,
2543                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
2544                 if (error != ESRCH)
2545                         break;
2546         }
2547
2548         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
2549                 error = dnode_next_offset_level(dn,
2550                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
2551         }
2552
2553         /*
2554          * There's always a "virtual hole" at the end of the object, even
2555          * if all BP's which physically exist are non-holes.
2556          */
2557         if ((flags & DNODE_FIND_HOLE) && error == ESRCH && txg == 0 &&
2558             minlvl == 1 && blkfill == 1 && !(flags & DNODE_FIND_BACKWARDS)) {
2559                 error = 0;
2560         }
2561
2562         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
2563             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
2564                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2565 out:
2566         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
2567                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2568
2569         return (error);
2570 }
2571
2572 #if defined(_KERNEL)
2573 EXPORT_SYMBOL(dnode_hold);
2574 EXPORT_SYMBOL(dnode_rele);
2575 EXPORT_SYMBOL(dnode_set_nlevels);
2576 EXPORT_SYMBOL(dnode_set_blksz);
2577 EXPORT_SYMBOL(dnode_free_range);
2578 EXPORT_SYMBOL(dnode_evict_dbufs);
2579 EXPORT_SYMBOL(dnode_evict_bonus);
2580 #endif