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 https://opensource.org/licenses/CDDL-1.0.
  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, 2020 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 dnode_sums_t dnode_sums;
  75
  76 static kstat_t *dnode_ksp;
  77 static kmem_cache_t *dnode_cache;
  78
  79 static dnode_phys_t dnode_phys_zero __maybe_unused;
  80
  81 int zfs_default_bs = SPA_MINBLOCKSHIFT;
  82 int zfs_default_ibs = DN_MAX_INDBLKSHIFT;
  83
  84 #ifdef  _KERNEL
  85 static kmem_cbrc_t dnode_move(void *, void *, size_t, void *);
  86 #endif /* _KERNEL */
  87
  88 static int
  89 dbuf_compare(const void *x1, const void *x2)
  90 {
  91         const dmu_buf_impl_t *d1 = x1;
  92         const dmu_buf_impl_t *d2 = x2;
  93
  94         int cmp = TREE_CMP(d1->db_level, d2->db_level);
  95         if (likely(cmp))
  96                 return (cmp);
  97
  98         cmp = TREE_CMP(d1->db_blkid, d2->db_blkid);
  99         if (likely(cmp))
 100                 return (cmp);
 101
 102         if (d1->db_state == DB_MARKER) {
 103                 ASSERT3S(d2->db_state, !=, DB_MARKER);
 104                 return (TREE_PCMP(d1->db_parent, d2));
 105         } else if (d2->db_state == DB_MARKER) {
 106                 ASSERT3S(d1->db_state, !=, DB_MARKER);
 107                 return (TREE_PCMP(d1, d2->db_parent));
 108         }
 109
 110         if (d1->db_state == DB_SEARCH) {
 111                 ASSERT3S(d2->db_state, !=, DB_SEARCH);
 112                 return (-1);
 113         } else if (d2->db_state == DB_SEARCH) {
 114                 ASSERT3S(d1->db_state, !=, DB_SEARCH);
 115                 return (1);
 116         }
 117
 118         return (TREE_PCMP(d1, d2));
 119 }
 120
 121 static int
 122 dnode_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
 123 {
 124         (void) unused, (void) kmflag;
 125         dnode_t *dn = arg;
 126
 127         rw_init(&dn->dn_struct_rwlock, NULL, RW_NOLOCKDEP, NULL);
 128         mutex_init(&dn->dn_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 129         mutex_init(&dn->dn_dbufs_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 130         cv_init(&dn->dn_notxholds, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
 131         cv_init(&dn->dn_nodnholds, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
 132
 133         /*
 134          * Every dbuf has a reference, and dropping a tracked reference is
 135          * O(number of references), so don't track dn_holds.
 136          */
 137         zfs_refcount_create_untracked(&dn->dn_holds);
 138         zfs_refcount_create(&dn->dn_tx_holds);
 139         list_link_init(&dn->dn_link);
 140
 141         memset(dn->dn_next_type, 0, sizeof (dn->dn_next_type));
 142         memset(dn->dn_next_nblkptr, 0, sizeof (dn->dn_next_nblkptr));
 143         memset(dn->dn_next_nlevels, 0, sizeof (dn->dn_next_nlevels));
 144         memset(dn->dn_next_indblkshift, 0, sizeof (dn->dn_next_indblkshift));
 145         memset(dn->dn_next_bonustype, 0, sizeof (dn->dn_next_bonustype));
 146         memset(dn->dn_rm_spillblk, 0, sizeof (dn->dn_rm_spillblk));
 147         memset(dn->dn_next_bonuslen, 0, sizeof (dn->dn_next_bonuslen));
 148         memset(dn->dn_next_blksz, 0, sizeof (dn->dn_next_blksz));
 149         memset(dn->dn_next_maxblkid, 0, sizeof (dn->dn_next_maxblkid));
 150
 151         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 152                 multilist_link_init(&dn->dn_dirty_link[i]);
 153                 dn->dn_free_ranges[i] = NULL;
 154                 list_create(&dn->dn_dirty_records[i],
 155                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
 156                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
 157         }
 158
 159         dn->dn_allocated_txg = 0;
 160         dn->dn_free_txg = 0;
 161         dn->dn_assigned_txg = 0;
 162         dn->dn_dirty_txg = 0;
 163         dn->dn_dirtyctx = 0;
 164         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 165         dn->dn_bonus = NULL;
 166         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 167         dn->dn_zio = NULL;
 168         dn->dn_oldused = 0;
 169         dn->dn_oldflags = 0;
 170         dn->dn_olduid = 0;
 171         dn->dn_oldgid = 0;
 172         dn->dn_oldprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 173         dn->dn_newuid = 0;
 174         dn->dn_newgid = 0;
 175         dn->dn_newprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 176         dn->dn_id_flags = 0;
 177
 178         dn->dn_dbufs_count = 0;
 179         avl_create(&dn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
 180             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
 181
 182         dn->dn_moved = 0;
 183         return (0);
 184 }
 185
 186 static void
 187 dnode_dest(void *arg, void *unused)
 188 {
 189         (void) unused;
 190         dnode_t *dn = arg;
 191
 192         rw_destroy(&dn->dn_struct_rwlock);
 193         mutex_destroy(&dn->dn_mtx);
 194         mutex_destroy(&dn->dn_dbufs_mtx);
 195         cv_destroy(&dn->dn_notxholds);
 196         cv_destroy(&dn->dn_nodnholds);
 197         zfs_refcount_destroy(&dn->dn_holds);
 198         zfs_refcount_destroy(&dn->dn_tx_holds);
 199         ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_link));
 200
 201         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 202                 ASSERT(!multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 203                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
 204                 list_destroy(&dn->dn_dirty_records[i]);
 205                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
 206                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
 207                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
 208                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
 209                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
 210                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
 211                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
 212                 ASSERT0(dn->dn_next_maxblkid[i]);
 213         }
 214
 215         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
 216         ASSERT0(dn->dn_free_txg);
 217         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
 218         ASSERT0(dn->dn_dirty_txg);
 219         ASSERT0(dn->dn_dirtyctx);
 220         ASSERT3P(dn->dn_dirtyctx_firstset, ==, NULL);
 221         ASSERT3P(dn->dn_bonus, ==, NULL);
 222         ASSERT(!dn->dn_have_spill);
 223         ASSERT3P(dn->dn_zio, ==, NULL);
 224         ASSERT0(dn->dn_oldused);
 225         ASSERT0(dn->dn_oldflags);
 226         ASSERT0(dn->dn_olduid);
 227         ASSERT0(dn->dn_oldgid);
 228         ASSERT0(dn->dn_oldprojid);
 229         ASSERT0(dn->dn_newuid);
 230         ASSERT0(dn->dn_newgid);
 231         ASSERT0(dn->dn_newprojid);
 232         ASSERT0(dn->dn_id_flags);
 233
 234         ASSERT0(dn->dn_dbufs_count);
 235         avl_destroy(&dn->dn_dbufs);
 236 }
 237
 238 static int
 239 dnode_kstats_update(kstat_t *ksp, int rw)
 240 {
 241         dnode_stats_t *ds = ksp->ks_data;
 242
 243         if (rw == KSTAT_WRITE)
 244                 return (EACCES);
 245         ds->dnode_hold_dbuf_hold.value.ui64 =
 246             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_dbuf_hold);
 247         ds->dnode_hold_dbuf_read.value.ui64 =
 248             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_dbuf_read);
 249         ds->dnode_hold_alloc_hits.value.ui64 =
 250             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_hits);
 251         ds->dnode_hold_alloc_misses.value.ui64 =
 252             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_misses);
 253         ds->dnode_hold_alloc_interior.value.ui64 =
 254             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_interior);
 255         ds->dnode_hold_alloc_lock_retry.value.ui64 =
 256             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_lock_retry);
 257         ds->dnode_hold_alloc_lock_misses.value.ui64 =
 258             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_lock_misses);
 259         ds->dnode_hold_alloc_type_none.value.ui64 =
 260             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_type_none);
 261         ds->dnode_hold_free_hits.value.ui64 =
 262             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_free_hits);
 263         ds->dnode_hold_free_misses.value.ui64 =
 264             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_free_misses);
 265         ds->dnode_hold_free_lock_misses.value.ui64 =
 266             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_free_lock_misses);
 267         ds->dnode_hold_free_lock_retry.value.ui64 =
 268             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_free_lock_retry);
 269         ds->dnode_hold_free_refcount.value.ui64 =
 270             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_free_refcount);
 271         ds->dnode_hold_free_overflow.value.ui64 =
 272             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_free_overflow);
 273         ds->dnode_free_interior_lock_retry.value.ui64 =
 274             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_free_interior_lock_retry);
 275         ds->dnode_allocate.value.ui64 =
 276             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_allocate);
 277         ds->dnode_reallocate.value.ui64 =
 278             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_reallocate);
 279         ds->dnode_buf_evict.value.ui64 =
 280             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_buf_evict);
 281         ds->dnode_alloc_next_chunk.value.ui64 =
 282             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_alloc_next_chunk);
 283         ds->dnode_alloc_race.value.ui64 =
 284             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_alloc_race);
 285         ds->dnode_alloc_next_block.value.ui64 =
 286             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_alloc_next_block);
 287         ds->dnode_move_invalid.value.ui64 =
 288             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_move_invalid);
 289         ds->dnode_move_recheck1.value.ui64 =
 290             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_move_recheck1);
 291         ds->dnode_move_recheck2.value.ui64 =
 292             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_move_recheck2);
 293         ds->dnode_move_special.value.ui64 =
 294             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_move_special);
 295         ds->dnode_move_handle.value.ui64 =
 296             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_move_handle);
 297         ds->dnode_move_rwlock.value.ui64 =
 298             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_move_rwlock);
 299         ds->dnode_move_active.value.ui64 =
 300             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_move_active);
 301         return (0);
 302 }
 303
 304 void
 305 dnode_init(void)
 306 {
 307         ASSERT(dnode_cache == NULL);
 308         dnode_cache = kmem_cache_create("dnode_t", sizeof (dnode_t),
 309             0, dnode_cons, dnode_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
 310         kmem_cache_set_move(dnode_cache, dnode_move);
 311
 312         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_dbuf_hold, 0);
 313         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_dbuf_read, 0);
 314         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_hits, 0);
 315         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_misses, 0);
 316         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_interior, 0);
 317         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_lock_retry, 0);
 318         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_lock_misses, 0);
 319         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_type_none, 0);
 320         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_free_hits, 0);
 321         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_free_misses, 0);
 322         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_free_lock_misses, 0);
 323         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_free_lock_retry, 0);
 324         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_free_refcount, 0);
 325         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_free_overflow, 0);
 326         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_free_interior_lock_retry, 0);
 327         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_allocate, 0);
 328         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_reallocate, 0);
 329         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_buf_evict, 0);
 330         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_alloc_next_chunk, 0);
 331         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_alloc_race, 0);
 332         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_alloc_next_block, 0);
 333         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_move_invalid, 0);
 334         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_move_recheck1, 0);
 335         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_move_recheck2, 0);
 336         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_move_special, 0);
 337         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_move_handle, 0);
 338         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_move_rwlock, 0);
 339         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_move_active, 0);
 340
 341         dnode_ksp = kstat_create("zfs", 0, "dnodestats", "misc",
 342             KSTAT_TYPE_NAMED, sizeof (dnode_stats) / sizeof (kstat_named_t),
 343             KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
 344         if (dnode_ksp != NULL) {
 345                 dnode_ksp->ks_data = &dnode_stats;
 346                 dnode_ksp->ks_update = dnode_kstats_update;
 347                 kstat_install(dnode_ksp);
 348         }
 349 }
 350
 351 void
 352 dnode_fini(void)
 353 {
 354         if (dnode_ksp != NULL) {
 355                 kstat_delete(dnode_ksp);
 356                 dnode_ksp = NULL;
 357         }
 358
 359         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_dbuf_hold);
 360         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_dbuf_read);
 361         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_hits);
 362         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_misses);
 363         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_interior);
 364         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_lock_retry);
 365         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_lock_misses);
 366         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_type_none);
 367         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_free_hits);
 368         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_free_misses);
 369         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_free_lock_misses);
 370         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_free_lock_retry);
 371         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_free_refcount);
 372         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_free_overflow);
 373         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_free_interior_lock_retry);
 374         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_allocate);
 375         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_reallocate);
 376         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_buf_evict);
 377         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_alloc_next_chunk);
 378         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_alloc_race);
 379         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_alloc_next_block);
 380         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_move_invalid);
 381         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_move_recheck1);
 382         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_move_recheck2);
 383         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_move_special);
 384         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_move_handle);
 385         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_move_rwlock);
 386         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_move_active);
 387
 388         kmem_cache_destroy(dnode_cache);
 389         dnode_cache = NULL;
 390 }
 391
 392
 393 #ifdef ZFS_DEBUG
 394 void
 395 dnode_verify(dnode_t *dn)
 396 {
 397         int drop_struct_lock = FALSE;
 398
 399         ASSERT(dn->dn_phys);
 400         ASSERT(dn->dn_objset);
 401         ASSERT(dn->dn_handle->dnh_dnode == dn);
 402
 403         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
 404
 405         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DNODE_VERIFY))
 406                 return;
 407
 408         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
 409                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 410                 drop_struct_lock = TRUE;
 411         }
 412         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE || dn->dn_allocated_txg != 0) {
 413                 int i;
 414                 int max_bonuslen = DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots);
 415                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 416                 if (dn->dn_datablkshift) {
 417                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
 418                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 419                         ASSERT3U(1<<dn->dn_datablkshift, ==, dn->dn_datablksz);
 420                 }
 421                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, <=, 30);
 422                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_type));
 423                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, >=, 1);
 424                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 425                 ASSERT3U(dn->dn_bonuslen, <=, max_bonuslen);
 426                 ASSERT3U(dn->dn_datablksz, ==,
 427                     dn->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 428                 ASSERT3U(ISP2(dn->dn_datablksz), ==, dn->dn_datablkshift != 0);
 429                 ASSERT3U((dn->dn_nblkptr - 1) * sizeof (blkptr_t) +
 430                     dn->dn_bonuslen, <=, max_bonuslen);
 431                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 432                         ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], <=, dn->dn_nlevels);
 433                 }
 434         }
 435         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE)
 436                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_nlevels, <=, dn->dn_nlevels);
 437         ASSERT(DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) || dn->dn_dbuf != NULL);
 438         if (dn->dn_dbuf != NULL) {
 439                 ASSERT3P(dn->dn_phys, ==,
 440                     (dnode_phys_t *)dn->dn_dbuf->db.db_data +
 441                     (dn->dn_object % (dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT)));
 442         }
 443         if (drop_struct_lock)
 444                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 445 }
 446 #endif
 447
 448 void
 449 dnode_byteswap(dnode_phys_t *dnp)
 450 {
 451         uint64_t *buf64 = (void*)&dnp->dn_blkptr;
 452         int i;
 453
 454         if (dnp->dn_type == DMU_OT_NONE) {
 455                 memset(dnp, 0, sizeof (dnode_phys_t));
 456                 return;
 457         }
 458
 459         dnp->dn_datablkszsec = BSWAP_16(dnp->dn_datablkszsec);
 460         dnp->dn_bonuslen = BSWAP_16(dnp->dn_bonuslen);
 461         dnp->dn_extra_slots = BSWAP_8(dnp->dn_extra_slots);
 462         dnp->dn_maxblkid = BSWAP_64(dnp->dn_maxblkid);
 463         dnp->dn_used = BSWAP_64(dnp->dn_used);
 464
 465         /*
 466          * dn_nblkptr is only one byte, so it's OK to read it in either
 467          * byte order.  We can't read dn_bouslen.
 468          */
 469         ASSERT(dnp->dn_indblkshift <= SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 470         ASSERT(dnp->dn_nblkptr <= DN_MAX_NBLKPTR);
 471         for (i = 0; i < dnp->dn_nblkptr * sizeof (blkptr_t)/8; i++)
 472                 buf64[i] = BSWAP_64(buf64[i]);
 473
 474         /*
 475          * OK to check dn_bonuslen for zero, because it won't matter if
 476          * we have the wrong byte order.  This is necessary because the
 477          * dnode dnode is smaller than a regular dnode.
 478          */
 479         if (dnp->dn_bonuslen != 0) {
 480                 dmu_object_byteswap_t byteswap;
 481                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dnp->dn_bonustype));
 482                 byteswap = DMU_OT_BYTESWAP(dnp->dn_bonustype);
 483                 dmu_ot_byteswap[byteswap].ob_func(DN_BONUS(dnp),
 484                     DN_MAX_BONUS_LEN(dnp));
 485         }
 486
 487         /* Swap SPILL block if we have one */
 488         if (dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR)
 489                 byteswap_uint64_array(DN_SPILL_BLKPTR(dnp), sizeof (blkptr_t));
 490 }
 491
 492 void
 493 dnode_buf_byteswap(void *vbuf, size_t size)
 494 {
 495         int i = 0;
 496
 497         ASSERT3U(sizeof (dnode_phys_t), ==, (1<<DNODE_SHIFT));
 498         ASSERT((size & (sizeof (dnode_phys_t)-1)) == 0);
 499
 500         while (i < size) {
 501                 dnode_phys_t *dnp = (void *)(((char *)vbuf) + i);
 502                 dnode_byteswap(dnp);
 503
 504                 i += DNODE_MIN_SIZE;
 505                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
 506                         i += dnp->dn_extra_slots * DNODE_MIN_SIZE;
 507         }
 508 }
 509
 510 void
 511 dnode_setbonuslen(dnode_t *dn, int newsize, dmu_tx_t *tx)
 512 {
 513         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 514
 515         dnode_setdirty(dn, tx);
 516         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 517         ASSERT3U(newsize, <=, DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots) -
 518             (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t));
 519
 520         if (newsize < dn->dn_bonuslen) {
 521                 /* clear any data after the end of the new size */
 522                 size_t diff = dn->dn_bonuslen - newsize;
 523                 char *data_end = ((char *)dn->dn_bonus->db.db_data) + newsize;
 524                 memset(data_end, 0, diff);
 525         }
 526
 527         dn->dn_bonuslen = newsize;
 528         if (newsize == 0)
 529                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_ZERO_BONUSLEN;
 530         else
 531                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 532         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 533 }
 534
 535 void
 536 dnode_setbonus_type(dnode_t *dn, dmu_object_type_t newtype, dmu_tx_t *tx)
 537 {
 538         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 539         dnode_setdirty(dn, tx);
 540         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 541         dn->dn_bonustype = newtype;
 542         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
 543         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 544 }
 545
 546 void
 547 dnode_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 548 {
 549         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 550         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
 551         dnode_setdirty(dn, tx);
 552         dn->dn_rm_spillblk[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_KILL_SPILLBLK;
 553         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 554 }
 555
 556 static void
 557 dnode_setdblksz(dnode_t *dn, int size)
 558 {
 559         ASSERT0(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE));
 560         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 561         ASSERT3U(size, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 562         ASSERT3U(size >> SPA_MINBLOCKSHIFT, <,
 563             1<<(sizeof (dn->dn_phys->dn_datablkszsec) * 8));
 564         dn->dn_datablksz = size;
 565         dn->dn_datablkszsec = size >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
 566         dn->dn_datablkshift = ISP2(size) ? highbit64(size - 1) : 0;
 567 }
 568
 569 static dnode_t *
 570 dnode_create(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, dmu_buf_impl_t *db,
 571     uint64_t object, dnode_handle_t *dnh)
 572 {
 573         dnode_t *dn;
 574
 575         dn = kmem_cache_alloc(dnode_cache, KM_SLEEP);
 576         dn->dn_moved = 0;
 577
 578         /*
 579          * Defer setting dn_objset until the dnode is ready to be a candidate
 580          * for the dnode_move() callback.
 581          */
 582         dn->dn_object = object;
 583         dn->dn_dbuf = db;
 584         dn->dn_handle = dnh;
 585         dn->dn_phys = dnp;
 586
 587         if (dnp->dn_datablkszsec) {
 588                 dnode_setdblksz(dn, dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 589         } else {
 590                 dn->dn_datablksz = 0;
 591                 dn->dn_datablkszsec = 0;
 592                 dn->dn_datablkshift = 0;
 593         }
 594         dn->dn_indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
 595         dn->dn_nlevels = dnp->dn_nlevels;
 596         dn->dn_type = dnp->dn_type;
 597         dn->dn_nblkptr = dnp->dn_nblkptr;
 598         dn->dn_checksum = dnp->dn_checksum;
 599         dn->dn_compress = dnp->dn_compress;
 600         dn->dn_bonustype = dnp->dn_bonustype;
 601         dn->dn_bonuslen = dnp->dn_bonuslen;
 602         dn->dn_num_slots = dnp->dn_extra_slots + 1;
 603         dn->dn_maxblkid = dnp->dn_maxblkid;
 604         dn->dn_have_spill = ((dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) != 0);
 605         dn->dn_id_flags = 0;
 606
 607         dmu_zfetch_init(&dn->dn_zfetch, dn);
 608
 609         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
 610         ASSERT(zrl_is_locked(&dnh->dnh_zrlock));
 611         ASSERT(!DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode));
 612
 613         mutex_enter(&os->os_lock);
 614
 615         /*
 616          * Exclude special dnodes from os_dnodes so an empty os_dnodes
 617          * signifies that the special dnodes have no references from
 618          * their children (the entries in os_dnodes).  This allows
 619          * dnode_destroy() to easily determine if the last child has
 620          * been removed and then complete eviction of the objset.
 621          */
 622         if (!DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(object))
 623                 list_insert_head(&os->os_dnodes, dn);
 624         membar_producer();
 625
 626         /*
 627          * Everything else must be valid before assigning dn_objset
 628          * makes the dnode eligible for dnode_move().
 629          */
 630         dn->dn_objset = os;
 631
 632         dnh->dnh_dnode = dn;
 633         mutex_exit(&os->os_lock);
 634
 635         arc_space_consume(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_DNODE);
 636
 637         return (dn);
 638 }
 639
 640 /*
 641  * Caller must be holding the dnode handle, which is released upon return.
 642  */
 643 static void
 644 dnode_destroy(dnode_t *dn)
 645 {
 646         objset_t *os = dn->dn_objset;
 647         boolean_t complete_os_eviction = B_FALSE;
 648
 649         ASSERT((dn->dn_id_flags & DN_ID_NEW_EXIST) == 0);
 650
 651         mutex_enter(&os->os_lock);
 652         POINTER_INVALIDATE(&dn->dn_objset);
 653         if (!DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
 654                 list_remove(&os->os_dnodes, dn);
 655                 complete_os_eviction =
 656                     list_is_empty(&os->os_dnodes) &&
 657                     list_link_active(&os->os_evicting_node);
 658         }
 659         mutex_exit(&os->os_lock);
 660
 661         /* the dnode can no longer move, so we can release the handle */
 662         if (!zrl_is_locked(&dn->dn_handle->dnh_zrlock))
 663                 zrl_remove(&dn->dn_handle->dnh_zrlock);
 664
 665         dn->dn_allocated_txg = 0;
 666         dn->dn_free_txg = 0;
 667         dn->dn_assigned_txg = 0;
 668         dn->dn_dirty_txg = 0;
 669
 670         dn->dn_dirtyctx = 0;
 671         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 672         if (dn->dn_bonus != NULL) {
 673                 mutex_enter(&dn->dn_bonus->db_mtx);
 674                 dbuf_destroy(dn->dn_bonus);
 675                 dn->dn_bonus = NULL;
 676         }
 677         dn->dn_zio = NULL;
 678
 679         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 680         dn->dn_oldused = 0;
 681         dn->dn_oldflags = 0;
 682         dn->dn_olduid = 0;
 683         dn->dn_oldgid = 0;
 684         dn->dn_oldprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 685         dn->dn_newuid = 0;
 686         dn->dn_newgid = 0;
 687         dn->dn_newprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 688         dn->dn_id_flags = 0;
 689
 690         dmu_zfetch_fini(&dn->dn_zfetch);
 691         kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
 692         arc_space_return(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_DNODE);
 693
 694         if (complete_os_eviction)
 695                 dmu_objset_evict_done(os);
 696 }
 697
 698 void
 699 dnode_allocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize, int ibs,
 700     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, int dn_slots, dmu_tx_t *tx)
 701 {
 702         int i;
 703
 704         ASSERT3U(dn_slots, >, 0);
 705         ASSERT3U(dn_slots << DNODE_SHIFT, <=,
 706             spa_maxdnodesize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
 707         ASSERT3U(blocksize, <=,
 708             spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
 709         if (blocksize == 0)
 710                 blocksize = 1 << zfs_default_bs;
 711         else
 712                 blocksize = P2ROUNDUP(blocksize, SPA_MINBLOCKSIZE);
 713
 714         if (ibs == 0)
 715                 ibs = zfs_default_ibs;
 716
 717         ibs = MIN(MAX(ibs, DN_MIN_INDBLKSHIFT), DN_MAX_INDBLKSHIFT);
 718
 719         dprintf("os=%p obj=%llu txg=%llu blocksize=%d ibs=%d dn_slots=%d\n",
 720             dn->dn_objset, (u_longlong_t)dn->dn_object,
 721             (u_longlong_t)tx->tx_txg, blocksize, ibs, dn_slots);
 722         DNODE_STAT_BUMP(dnode_allocate);
 723
 724         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 725         ASSERT0(memcmp(dn->dn_phys, &dnode_phys_zero, sizeof (dnode_phys_t)));
 726         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type == DMU_OT_NONE);
 727         ASSERT(ot != DMU_OT_NONE);
 728         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(ot));
 729         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 730             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0) ||
 731             (bonustype == DMU_OTN_UINT64_METADATA && bonuslen == 0) ||
 732             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
 733         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
 734         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn_slots));
 735         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 736         ASSERT0(dn->dn_maxblkid);
 737         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
 738         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
 739         ASSERT(zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 740         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), <=, 1);
 741         ASSERT(avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
 742
 743         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 744                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
 745                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
 746                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
 747                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
 748                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
 749                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
 750                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
 751                 ASSERT0(dn->dn_next_maxblkid[i]);
 752                 ASSERT(!multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 753                 ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dirty_records[i]), ==, NULL);
 754                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
 755         }
 756
 757         dn->dn_type = ot;
 758         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 759         dn->dn_indblkshift = ibs;
 760         dn->dn_nlevels = 1;
 761         dn->dn_num_slots = dn_slots;
 762         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
 763                 dn->dn_nblkptr = 1;
 764         else {
 765                 dn->dn_nblkptr = MIN(DN_MAX_NBLKPTR,
 766                     1 + ((DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn_slots) - bonuslen) >>
 767                     SPA_BLKPTRSHIFT));
 768         }
 769
 770         dn->dn_bonustype = bonustype;
 771         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 772         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 773         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 774         dn->dn_dirtyctx = 0;
 775
 776         dn->dn_free_txg = 0;
 777         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 778         dn->dn_dirty_txg = 0;
 779
 780         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 781         dn->dn_id_flags = 0;
 782
 783         dnode_setdirty(dn, tx);
 784         dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
 785         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 786         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
 787         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_datablksz;
 788 }
 789
 790 void
 791 dnode_reallocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize,
 792     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, int dn_slots,
 793     boolean_t keep_spill, dmu_tx_t *tx)
 794 {
 795         int nblkptr;
 796
 797         ASSERT3U(blocksize, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 798         ASSERT3U(blocksize, <=,
 799             spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
 800         ASSERT0(blocksize % SPA_MINBLOCKSIZE);
 801         ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT || dmu_tx_private_ok(tx));
 802         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
 803         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 804             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0) ||
 805             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0));
 806         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
 807         ASSERT3U(bonuslen, <=,
 808             DN_BONUS_SIZE(spa_maxdnodesize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset))));
 809         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_BONUS_SIZE(dn_slots << DNODE_SHIFT));
 810
 811         dnode_free_interior_slots(dn);
 812         DNODE_STAT_BUMP(dnode_reallocate);
 813
 814         /* clean up any unreferenced dbufs */
 815         dnode_evict_dbufs(dn);
 816
 817         dn->dn_id_flags = 0;
 818
 819         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 820         dnode_setdirty(dn, tx);
 821         if (dn->dn_datablksz != blocksize) {
 822                 /* change blocksize */
 823                 ASSERT0(dn->dn_maxblkid);
 824                 ASSERT(BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
 825                     dnode_block_freed(dn, 0));
 826
 827                 dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 828                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = blocksize;
 829         }
 830         if (dn->dn_bonuslen != bonuslen)
 831                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = bonuslen;
 832
 833         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
 834                 nblkptr = 1;
 835         else
 836                 nblkptr = MIN(DN_MAX_NBLKPTR,
 837                     1 + ((DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn_slots) - bonuslen) >>
 838                     SPA_BLKPTRSHIFT));
 839         if (dn->dn_bonustype != bonustype)
 840                 dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = bonustype;
 841         if (dn->dn_nblkptr != nblkptr)
 842                 dn->dn_next_nblkptr[tx->tx_txg & TXG_MASK] = nblkptr;
 843         if (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR && !keep_spill) {
 844                 dbuf_rm_spill(dn, tx);
 845                 dnode_rm_spill(dn, tx);
 846         }
 847
 848         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 849
 850         /* change type */
 851         dn->dn_type = ot;
 852
 853         /* change bonus size and type */
 854         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 855         dn->dn_bonustype = bonustype;
 856         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 857         dn->dn_num_slots = dn_slots;
 858         dn->dn_nblkptr = nblkptr;
 859         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 860         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 861         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 862
 863         /* fix up the bonus db_size */
 864         if (dn->dn_bonus) {
 865                 dn->dn_bonus->db.db_size =
 866                     DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots) -
 867                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 868                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
 869         }
 870
 871         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 872         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 873 }
 874
 875 #ifdef  _KERNEL
 876 static void
 877 dnode_move_impl(dnode_t *odn, dnode_t *ndn)
 878 {
 879         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_struct_rwlock));
 880         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_mtx));
 881         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_dbufs_mtx));
 882
 883         /* Copy fields. */
 884         ndn->dn_objset = odn->dn_objset;
 885         ndn->dn_object = odn->dn_object;
 886         ndn->dn_dbuf = odn->dn_dbuf;
 887         ndn->dn_handle = odn->dn_handle;
 888         ndn->dn_phys = odn->dn_phys;
 889         ndn->dn_type = odn->dn_type;
 890         ndn->dn_bonuslen = odn->dn_bonuslen;
 891         ndn->dn_bonustype = odn->dn_bonustype;
 892         ndn->dn_nblkptr = odn->dn_nblkptr;
 893         ndn->dn_checksum = odn->dn_checksum;
 894         ndn->dn_compress = odn->dn_compress;
 895         ndn->dn_nlevels = odn->dn_nlevels;
 896         ndn->dn_indblkshift = odn->dn_indblkshift;
 897         ndn->dn_datablkshift = odn->dn_datablkshift;
 898         ndn->dn_datablkszsec = odn->dn_datablkszsec;
 899         ndn->dn_datablksz = odn->dn_datablksz;
 900         ndn->dn_maxblkid = odn->dn_maxblkid;
 901         ndn->dn_num_slots = odn->dn_num_slots;
 902         memcpy(ndn->dn_next_type, odn->dn_next_type,
 903             sizeof (odn->dn_next_type));
 904         memcpy(ndn->dn_next_nblkptr, odn->dn_next_nblkptr,
 905             sizeof (odn->dn_next_nblkptr));
 906         memcpy(ndn->dn_next_nlevels, odn->dn_next_nlevels,
 907             sizeof (odn->dn_next_nlevels));
 908         memcpy(ndn->dn_next_indblkshift, odn->dn_next_indblkshift,
 909             sizeof (odn->dn_next_indblkshift));
 910         memcpy(ndn->dn_next_bonustype, odn->dn_next_bonustype,
 911             sizeof (odn->dn_next_bonustype));
 912         memcpy(ndn->dn_rm_spillblk, odn->dn_rm_spillblk,
 913             sizeof (odn->dn_rm_spillblk));
 914         memcpy(ndn->dn_next_bonuslen, odn->dn_next_bonuslen,
 915             sizeof (odn->dn_next_bonuslen));
 916         memcpy(ndn->dn_next_blksz, odn->dn_next_blksz,
 917             sizeof (odn->dn_next_blksz));
 918         memcpy(ndn->dn_next_maxblkid, odn->dn_next_maxblkid,
 919             sizeof (odn->dn_next_maxblkid));
 920         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 921                 list_move_tail(&ndn->dn_dirty_records[i],
 922                     &odn->dn_dirty_records[i]);
 923         }
 924         memcpy(ndn->dn_free_ranges, odn->dn_free_ranges,
 925             sizeof (odn->dn_free_ranges));
 926         ndn->dn_allocated_txg = odn->dn_allocated_txg;
 927         ndn->dn_free_txg = odn->dn_free_txg;
 928         ndn->dn_assigned_txg = odn->dn_assigned_txg;
 929         ndn->dn_dirty_txg = odn->dn_dirty_txg;
 930         ndn->dn_dirtyctx = odn->dn_dirtyctx;
 931         ndn->dn_dirtyctx_firstset = odn->dn_dirtyctx_firstset;
 932         ASSERT(zfs_refcount_count(&odn->dn_tx_holds) == 0);
 933         zfs_refcount_transfer(&ndn->dn_holds, &odn->dn_holds);
 934         ASSERT(avl_is_empty(&ndn->dn_dbufs));
 935         avl_swap(&ndn->dn_dbufs, &odn->dn_dbufs);
 936         ndn->dn_dbufs_count = odn->dn_dbufs_count;
 937         ndn->dn_bonus = odn->dn_bonus;
 938         ndn->dn_have_spill = odn->dn_have_spill;
 939         ndn->dn_zio = odn->dn_zio;
 940         ndn->dn_oldused = odn->dn_oldused;
 941         ndn->dn_oldflags = odn->dn_oldflags;
 942         ndn->dn_olduid = odn->dn_olduid;
 943         ndn->dn_oldgid = odn->dn_oldgid;
 944         ndn->dn_oldprojid = odn->dn_oldprojid;
 945         ndn->dn_newuid = odn->dn_newuid;
 946         ndn->dn_newgid = odn->dn_newgid;
 947         ndn->dn_newprojid = odn->dn_newprojid;
 948         ndn->dn_id_flags = odn->dn_id_flags;
 949         dmu_zfetch_init(&ndn->dn_zfetch, ndn);
 950
 951         /*
 952          * Update back pointers. Updating the handle fixes the back pointer of
 953          * every descendant dbuf as well as the bonus dbuf.
 954          */
 955         ASSERT(ndn->dn_handle->dnh_dnode == odn);
 956         ndn->dn_handle->dnh_dnode = ndn;
 957
 958         /*
 959          * Invalidate the original dnode by clearing all of its back pointers.
 960          */
 961         odn->dn_dbuf = NULL;
 962         odn->dn_handle = NULL;
 963         avl_create(&odn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
 964             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
 965         odn->dn_dbufs_count = 0;
 966         odn->dn_bonus = NULL;
 967         dmu_zfetch_fini(&odn->dn_zfetch);
 968
 969         /*
 970          * Set the low bit of the objset pointer to ensure that dnode_move()
 971          * recognizes the dnode as invalid in any subsequent callback.
 972          */
 973         POINTER_INVALIDATE(&odn->dn_objset);
 974
 975         /*
 976          * Satisfy the destructor.
 977          */
 978         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 979                 list_create(&odn->dn_dirty_records[i],
 980                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
 981                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
 982                 odn->dn_free_ranges[i] = NULL;
 983                 odn->dn_next_nlevels[i] = 0;
 984                 odn->dn_next_indblkshift[i] = 0;
 985                 odn->dn_next_bonustype[i] = 0;
 986                 odn->dn_rm_spillblk[i] = 0;
 987                 odn->dn_next_bonuslen[i] = 0;
 988                 odn->dn_next_blksz[i] = 0;
 989         }
 990         odn->dn_allocated_txg = 0;
 991         odn->dn_free_txg = 0;
 992         odn->dn_assigned_txg = 0;
 993         odn->dn_dirty_txg = 0;
 994         odn->dn_dirtyctx = 0;
 995         odn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 996         odn->dn_have_spill = B_FALSE;
 997         odn->dn_zio = NULL;
 998         odn->dn_oldused = 0;
 999         odn->dn_oldflags = 0;
1000         odn->dn_olduid = 0;
1001         odn->dn_oldgid = 0;
1002         odn->dn_oldprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
1003         odn->dn_newuid = 0;
1004         odn->dn_newgid = 0;
1005         odn->dn_newprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
1006         odn->dn_id_flags = 0;
1007
1008         /*
1009          * Mark the dnode.
1010          */
1011         ndn->dn_moved = 1;
1012         odn->dn_moved = (uint8_t)-1;
1013 }
1014
1015 static kmem_cbrc_t
1016 dnode_move(void *buf, void *newbuf, size_t size, void *arg)
1017 {
1018         dnode_t *odn = buf, *ndn = newbuf;
1019         objset_t *os;
1020         int64_t refcount;
1021         uint32_t dbufs;
1022
1023         /*
1024          * The dnode is on the objset's list of known dnodes if the objset
1025          * pointer is valid. We set the low bit of the objset pointer when
1026          * freeing the dnode to invalidate it, and the memory patterns written
1027          * by kmem (baddcafe and deadbeef) set at least one of the two low bits.
1028          * A newly created dnode sets the objset pointer last of all to indicate
1029          * that the dnode is known and in a valid state to be moved by this
1030          * function.
1031          */
1032         os = odn->dn_objset;
1033         if (!POINTER_IS_VALID(os)) {
1034                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_invalid);
1035                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
1036         }
1037
1038         /*
1039          * Ensure that the objset does not go away during the move.
1040          */
1041         rw_enter(&os_lock, RW_WRITER);
1042         if (os != odn->dn_objset) {
1043                 rw_exit(&os_lock);
1044                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_recheck1);
1045                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
1046         }
1047
1048         /*
1049          * If the dnode is still valid, then so is the objset. We know that no
1050          * valid objset can be freed while we hold os_lock, so we can safely
1051          * ensure that the objset remains in use.
1052          */
1053         mutex_enter(&os->os_lock);
1054
1055         /*
1056          * Recheck the objset pointer in case the dnode was removed just before
1057          * acquiring the lock.
1058          */
1059         if (os != odn->dn_objset) {
1060                 mutex_exit(&os->os_lock);
1061                 rw_exit(&os_lock);
1062                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_recheck2);
1063                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
1064         }
1065
1066         /*
1067          * At this point we know that as long as we hold os->os_lock, the dnode
1068          * cannot be freed and fields within the dnode can be safely accessed.
1069          * The objset listing this dnode cannot go away as long as this dnode is
1070          * on its list.
1071          */
1072         rw_exit(&os_lock);
1073         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(odn->dn_object)) {
1074                 mutex_exit(&os->os_lock);
1075                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_special);
1076                 return (KMEM_CBRC_NO);
1077         }
1078         ASSERT(odn->dn_dbuf != NULL); /* only "special" dnodes have no parent */
1079
1080         /*
1081          * Lock the dnode handle to prevent the dnode from obtaining any new
1082          * holds. This also prevents the descendant dbufs and the bonus dbuf
1083          * from accessing the dnode, so that we can discount their holds. The
1084          * handle is safe to access because we know that while the dnode cannot
1085          * go away, neither can its handle. Once we hold dnh_zrlock, we can
1086          * safely move any dnode referenced only by dbufs.
1087          */
1088         if (!zrl_tryenter(&odn->dn_handle->dnh_zrlock)) {
1089                 mutex_exit(&os->os_lock);
1090                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_handle);
1091                 return (KMEM_CBRC_LATER);
1092         }
1093
1094         /*
1095          * Ensure a consistent view of the dnode's holds and the dnode's dbufs.
1096          * We need to guarantee that there is a hold for every dbuf in order to
1097          * determine whether the dnode is actively referenced. Falsely matching
1098          * a dbuf to an active hold would lead to an unsafe move. It's possible
1099          * that a thread already having an active dnode hold is about to add a
1100          * dbuf, and we can't compare hold and dbuf counts while the add is in
1101          * progress.
1102          */
1103         if (!rw_tryenter(&odn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER)) {
1104                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
1105                 mutex_exit(&os->os_lock);
1106                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_rwlock);
1107                 return (KMEM_CBRC_LATER);
1108         }
1109
1110         /*
1111          * A dbuf may be removed (evicted) without an active dnode hold. In that
1112          * case, the dbuf count is decremented under the handle lock before the
1113          * dbuf's hold is released. This order ensures that if we count the hold
1114          * after the dbuf is removed but before its hold is released, we will
1115          * treat the unmatched hold as active and exit safely. If we count the
1116          * hold before the dbuf is removed, the hold is discounted, and the
1117          * removal is blocked until the move completes.
1118          */
1119         refcount = zfs_refcount_count(&odn->dn_holds);
1120         ASSERT(refcount >= 0);
1121         dbufs = DN_DBUFS_COUNT(odn);
1122
1123         /* We can't have more dbufs than dnode holds. */
1124         ASSERT3U(dbufs, <=, refcount);
1125         DTRACE_PROBE3(dnode__move, dnode_t *, odn, int64_t, refcount,
1126             uint32_t, dbufs);
1127
1128         if (refcount > dbufs) {
1129                 rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
1130                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
1131                 mutex_exit(&os->os_lock);
1132                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_active);
1133                 return (KMEM_CBRC_LATER);
1134         }
1135
1136         rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
1137
1138         /*
1139          * At this point we know that anyone with a hold on the dnode is not
1140          * actively referencing it. The dnode is known and in a valid state to
1141          * move. We're holding the locks needed to execute the critical section.
1142          */
1143         dnode_move_impl(odn, ndn);
1144
1145         list_link_replace(&odn->dn_link, &ndn->dn_link);
1146         /* If the dnode was safe to move, the refcount cannot have changed. */
1147         ASSERT(refcount == zfs_refcount_count(&ndn->dn_holds));
1148         ASSERT(dbufs == DN_DBUFS_COUNT(ndn));
1149         zrl_exit(&ndn->dn_handle->dnh_zrlock); /* handle has moved */
1150         mutex_exit(&os->os_lock);
1151
1152         return (KMEM_CBRC_YES);
1153 }
1154 #endif  /* _KERNEL */
1155
1156 static void
1157 dnode_slots_hold(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1158 {
1159         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1160
1161         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1162                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1163                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1164         }
1165 }
1166
1167 static void
1168 dnode_slots_rele(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1169 {
1170         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1171
1172         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1173                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1174
1175                 if (zrl_is_locked(&dnh->dnh_zrlock))
1176                         zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1177                 else
1178                         zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1179         }
1180 }
1181
1182 static int
1183 dnode_slots_tryenter(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1184 {
1185         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1186
1187         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1188                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1189
1190                 if (!zrl_tryenter(&dnh->dnh_zrlock)) {
1191                         for (int j = idx; j < i; j++) {
1192                                 dnh = &children->dnc_children[j];
1193                                 zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1194                         }
1195
1196                         return (0);
1197                 }
1198         }
1199
1200         return (1);
1201 }
1202
1203 static void
1204 dnode_set_slots(dnode_children_t *children, int idx, int slots, void *ptr)
1205 {
1206         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1207
1208         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1209                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1210                 dnh->dnh_dnode = ptr;
1211         }
1212 }
1213
1214 static boolean_t
1215 dnode_check_slots_free(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1216 {
1217         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1218
1219         /*
1220          * If all dnode slots are either already free or
1221          * evictable return B_TRUE.
1222          */
1223         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1224                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1225                 dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
1226
1227                 if (dn == DN_SLOT_FREE) {
1228                         continue;
1229                 } else if (DN_SLOT_IS_PTR(dn)) {
1230                         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1231                         boolean_t can_free = (dn->dn_type == DMU_OT_NONE &&
1232                             zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds) &&
1233                             !DNODE_IS_DIRTY(dn));
1234                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1235
1236                         if (!can_free)
1237                                 return (B_FALSE);
1238                         else
1239                                 continue;
1240                 } else {
1241                         return (B_FALSE);
1242                 }
1243         }
1244
1245         return (B_TRUE);
1246 }
1247
1248 static uint_t
1249 dnode_reclaim_slots(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1250 {
1251         uint_t reclaimed = 0;
1252
1253         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1254
1255         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1256                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1257
1258                 ASSERT(zrl_is_locked(&dnh->dnh_zrlock));
1259
1260                 if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1261                         ASSERT3S(dnh->dnh_dnode->dn_type, ==, DMU_OT_NONE);
1262                         dnode_destroy(dnh->dnh_dnode);
1263                         dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_FREE;
1264                         reclaimed++;
1265                 }
1266         }
1267
1268         return (reclaimed);
1269 }
1270
1271 void
1272 dnode_free_interior_slots(dnode_t *dn)
1273 {
1274         dnode_children_t *children = dmu_buf_get_user(&dn->dn_dbuf->db);
1275         int epb = dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1276         int idx = (dn->dn_object & (epb - 1)) + 1;
1277         int slots = dn->dn_num_slots - 1;
1278
1279         if (slots == 0)
1280                 return;
1281
1282         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1283
1284         while (!dnode_slots_tryenter(children, idx, slots)) {
1285                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_free_interior_lock_retry);
1286                 kpreempt(KPREEMPT_SYNC);
1287         }
1288
1289         dnode_set_slots(children, idx, slots, DN_SLOT_FREE);
1290         dnode_slots_rele(children, idx, slots);
1291 }
1292
1293 void
1294 dnode_special_close(dnode_handle_t *dnh)
1295 {
1296         dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
1297
1298         /*
1299          * Ensure dnode_rele_and_unlock() has released dn_mtx, after final
1300          * zfs_refcount_remove()
1301          */
1302         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1303         if (zfs_refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
1304                 cv_wait(&dn->dn_nodnholds, &dn->dn_mtx);
1305         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1306         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), ==, 0);
1307
1308         ASSERT(dn->dn_dbuf == NULL ||
1309             dmu_buf_get_user(&dn->dn_dbuf->db) == NULL);
1310         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1311         dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
1312         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1313         dnh->dnh_dnode = NULL;
1314 }
1315
1316 void
1317 dnode_special_open(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object,
1318     dnode_handle_t *dnh)
1319 {
1320         dnode_t *dn;
1321
1322         zrl_init(&dnh->dnh_zrlock);
1323         VERIFY3U(1, ==, zrl_tryenter(&dnh->dnh_zrlock));
1324
1325         dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object, dnh);
1326         DNODE_VERIFY(dn);
1327
1328         zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1329 }
1330
1331 static void
1332 dnode_buf_evict_async(void *dbu)
1333 {
1334         dnode_children_t *dnc = dbu;
1335
1336         DNODE_STAT_BUMP(dnode_buf_evict);
1337
1338         for (int i = 0; i < dnc->dnc_count; i++) {
1339                 dnode_handle_t *dnh = &dnc->dnc_children[i];
1340                 dnode_t *dn;
1341
1342                 /*
1343                  * The dnode handle lock guards against the dnode moving to
1344                  * another valid address, so there is no need here to guard
1345                  * against changes to or from NULL.
1346                  */
1347                 if (!DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1348                         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1349                         dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_UNINIT;
1350                         continue;
1351                 }
1352
1353                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1354                 dn = dnh->dnh_dnode;
1355                 /*
1356                  * If there are holds on this dnode, then there should
1357                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
1358                  * it wouldn't be eligible for eviction and this function
1359                  * would not have been called.
1360                  */
1361                 ASSERT(zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
1362                 ASSERT(zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
1363
1364                 dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() for first slot */
1365                 zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1366                 dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_UNINIT;
1367         }
1368         kmem_free(dnc, sizeof (dnode_children_t) +
1369             dnc->dnc_count * sizeof (dnode_handle_t));
1370 }
1371
1372 /*
1373  * When the DNODE_MUST_BE_FREE flag is set, the "slots" parameter is used
1374  * to ensure the hole at the specified object offset is large enough to
1375  * hold the dnode being created. The slots parameter is also used to ensure
1376  * a dnode does not span multiple dnode blocks. In both of these cases, if
1377  * a failure occurs, ENOSPC is returned. Keep in mind, these failure cases
1378  * are only possible when using DNODE_MUST_BE_FREE.
1379  *
1380  * If the DNODE_MUST_BE_ALLOCATED flag is set, "slots" must be 0.
1381  * dnode_hold_impl() will check if the requested dnode is already consumed
1382  * as an extra dnode slot by an large dnode, in which case it returns
1383  * ENOENT.
1384  *
1385  * If the DNODE_DRY_RUN flag is set, we don't actually hold the dnode, just
1386  * return whether the hold would succeed or not. tag and dnp should set to
1387  * NULL in this case.
1388  *
1389  * errors:
1390  * EINVAL - Invalid object number or flags.
1391  * ENOSPC - Hole too small to fulfill "slots" request (DNODE_MUST_BE_FREE)
1392  * EEXIST - Refers to an allocated dnode (DNODE_MUST_BE_FREE)
1393  *        - Refers to a freeing dnode (DNODE_MUST_BE_FREE)
1394  *        - Refers to an interior dnode slot (DNODE_MUST_BE_ALLOCATED)
1395  * ENOENT - The requested dnode is not allocated (DNODE_MUST_BE_ALLOCATED)
1396  *        - The requested dnode is being freed (DNODE_MUST_BE_ALLOCATED)
1397  * EIO    - I/O error when reading the meta dnode dbuf.
1398  *
1399  * succeeds even for free dnodes.
1400  */
1401 int
1402 dnode_hold_impl(objset_t *os, uint64_t object, int flag, int slots,
1403     const void *tag, dnode_t **dnp)
1404 {
1405         int epb, idx, err;
1406         int drop_struct_lock = FALSE;
1407         int type;
1408         uint64_t blk;
1409         dnode_t *mdn, *dn;
1410         dmu_buf_impl_t *db;
1411         dnode_children_t *dnc;
1412         dnode_phys_t *dn_block;
1413         dnode_handle_t *dnh;
1414
1415         ASSERT(!(flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) || (slots == 0));
1416         ASSERT(!(flag & DNODE_MUST_BE_FREE) || (slots > 0));
1417         IMPLY(flag & DNODE_DRY_RUN, (tag == NULL) && (dnp == NULL));
1418
1419         /*
1420          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
1421          * be asking the DMU to do *anything* unless it's the root pool
1422          * which may require us to read from the root filesystem while
1423          * holding some (not all) of the locks as writer.
1424          */
1425         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0 ||
1426             (spa_is_root(os->os_spa) &&
1427             spa_config_held(os->os_spa, SCL_STATE, RW_WRITER)));
1428
1429         ASSERT((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) || (flag & DNODE_MUST_BE_FREE));
1430
1431         if (object == DMU_USERUSED_OBJECT || object == DMU_GROUPUSED_OBJECT ||
1432             object == DMU_PROJECTUSED_OBJECT) {
1433                 if (object == DMU_USERUSED_OBJECT)
1434                         dn = DMU_USERUSED_DNODE(os);
1435                 else if (object == DMU_GROUPUSED_OBJECT)
1436                         dn = DMU_GROUPUSED_DNODE(os);
1437                 else
1438                         dn = DMU_PROJECTUSED_DNODE(os);
1439                 if (dn == NULL)
1440                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1441                 type = dn->dn_type;
1442                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE)
1443                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1444                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)
1445                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1446                 DNODE_VERIFY(dn);
1447                 /* Don't actually hold if dry run, just return 0 */
1448                 if (!(flag & DNODE_DRY_RUN)) {
1449                         (void) zfs_refcount_add(&dn->dn_holds, tag);
1450                         *dnp = dn;
1451                 }
1452                 return (0);
1453         }
1454
1455         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
1456                 return (SET_ERROR(EINVAL));
1457
1458         mdn = DMU_META_DNODE(os);
1459         ASSERT(mdn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1460
1461         DNODE_VERIFY(mdn);
1462
1463         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
1464                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1465                 drop_struct_lock = TRUE;
1466         }
1467
1468         blk = dbuf_whichblock(mdn, 0, object * sizeof (dnode_phys_t));
1469         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
1470         if (drop_struct_lock)
1471                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
1472         if (db == NULL) {
1473                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_dbuf_hold);
1474                 return (SET_ERROR(EIO));
1475         }
1476
1477         /*
1478          * We do not need to decrypt to read the dnode so it doesn't matter
1479          * if we get the encrypted or decrypted version.
1480          */
1481         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL |
1482             DB_RF_NO_DECRYPT | DB_RF_NOPREFETCH);
1483         if (err) {
1484                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_dbuf_read);
1485                 dbuf_rele(db, FTAG);
1486                 return (err);
1487         }
1488
1489         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
1490         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1491
1492         idx = object & (epb - 1);
1493         dn_block = (dnode_phys_t *)db->db.db_data;
1494
1495         ASSERT(DB_DNODE(db)->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1496         dnc = dmu_buf_get_user(&db->db);
1497         dnh = NULL;
1498         if (dnc == NULL) {
1499                 dnode_children_t *winner;
1500                 int skip = 0;
1501
1502                 dnc = kmem_zalloc(sizeof (dnode_children_t) +
1503                     epb * sizeof (dnode_handle_t), KM_SLEEP);
1504                 dnc->dnc_count = epb;
1505                 dnh = &dnc->dnc_children[0];
1506
1507                 /* Initialize dnode slot status from dnode_phys_t */
1508                 for (int i = 0; i < epb; i++) {
1509                         zrl_init(&dnh[i].dnh_zrlock);
1510
1511                         if (skip) {
1512                                 skip--;
1513                                 continue;
1514                         }
1515
1516                         if (dn_block[i].dn_type != DMU_OT_NONE) {
1517                                 int interior = dn_block[i].dn_extra_slots;
1518
1519                                 dnode_set_slots(dnc, i, 1, DN_SLOT_ALLOCATED);
1520                                 dnode_set_slots(dnc, i + 1, interior,
1521                                     DN_SLOT_INTERIOR);
1522                                 skip = interior;
1523                         } else {
1524                                 dnh[i].dnh_dnode = DN_SLOT_FREE;
1525                                 skip = 0;
1526                         }
1527                 }
1528
1529                 dmu_buf_init_user(&dnc->dnc_dbu, NULL,
1530                     dnode_buf_evict_async, NULL);
1531                 winner = dmu_buf_set_user(&db->db, &dnc->dnc_dbu);
1532                 if (winner != NULL) {
1533
1534                         for (int i = 0; i < epb; i++)
1535                                 zrl_destroy(&dnh[i].dnh_zrlock);
1536
1537                         kmem_free(dnc, sizeof (dnode_children_t) +
1538                             epb * sizeof (dnode_handle_t));
1539                         dnc = winner;
1540                 }
1541         }
1542
1543         ASSERT(dnc->dnc_count == epb);
1544
1545         if (flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) {
1546                 slots = 1;
1547
1548                 dnode_slots_hold(dnc, idx, slots);
1549                 dnh = &dnc->dnc_children[idx];
1550
1551                 if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1552                         dn = dnh->dnh_dnode;
1553                 } else if (dnh->dnh_dnode == DN_SLOT_INTERIOR) {
1554                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_interior);
1555                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1556                         dbuf_rele(db, FTAG);
1557                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1558                 } else if (dnh->dnh_dnode != DN_SLOT_ALLOCATED) {
1559                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_misses);
1560                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1561                         dbuf_rele(db, FTAG);
1562                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1563                 } else {
1564                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1565                         while (!dnode_slots_tryenter(dnc, idx, slots)) {
1566                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_lock_retry);
1567                                 kpreempt(KPREEMPT_SYNC);
1568                         }
1569
1570                         /*
1571                          * Someone else won the race and called dnode_create()
1572                          * after we checked DN_SLOT_IS_PTR() above but before
1573                          * we acquired the lock.
1574                          */
1575                         if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1576                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_lock_misses);
1577                                 dn = dnh->dnh_dnode;
1578                         } else {
1579                                 dn = dnode_create(os, dn_block + idx, db,
1580                                     object, dnh);
1581                                 dmu_buf_add_user_size(&db->db,
1582                                     sizeof (dnode_t));
1583                         }
1584                 }
1585
1586                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1587                 if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg != 0) {
1588                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_type_none);
1589                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1590                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1591                         dbuf_rele(db, FTAG);
1592                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1593                 }
1594
1595                 /* Don't actually hold if dry run, just return 0 */
1596                 if (flag & DNODE_DRY_RUN) {
1597                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1598                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1599                         dbuf_rele(db, FTAG);
1600                         return (0);
1601                 }
1602
1603                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_hits);
1604         } else if (flag & DNODE_MUST_BE_FREE) {
1605
1606                 if (idx + slots - 1 >= DNODES_PER_BLOCK) {
1607                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_overflow);
1608                         dbuf_rele(db, FTAG);
1609                         return (SET_ERROR(ENOSPC));
1610                 }
1611
1612                 dnode_slots_hold(dnc, idx, slots);
1613
1614                 if (!dnode_check_slots_free(dnc, idx, slots)) {
1615                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_misses);
1616                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1617                         dbuf_rele(db, FTAG);
1618                         return (SET_ERROR(ENOSPC));
1619                 }
1620
1621                 dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1622                 while (!dnode_slots_tryenter(dnc, idx, slots)) {
1623                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_lock_retry);
1624                         kpreempt(KPREEMPT_SYNC);
1625                 }
1626
1627                 if (!dnode_check_slots_free(dnc, idx, slots)) {
1628                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_lock_misses);
1629                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1630                         dbuf_rele(db, FTAG);
1631                         return (SET_ERROR(ENOSPC));
1632                 }
1633
1634                 /*
1635                  * Allocated but otherwise free dnodes which would
1636                  * be in the interior of a multi-slot dnodes need
1637                  * to be freed.  Single slot dnodes can be safely
1638                  * re-purposed as a performance optimization.
1639                  */
1640                 if (slots > 1) {
1641                         uint_t reclaimed =
1642                             dnode_reclaim_slots(dnc, idx + 1, slots - 1);
1643                         if (reclaimed > 0)
1644                                 dmu_buf_sub_user_size(&db->db,
1645                                     reclaimed * sizeof (dnode_t));
1646                 }
1647
1648                 dnh = &dnc->dnc_children[idx];
1649                 if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1650                         dn = dnh->dnh_dnode;
1651                 } else {
1652                         dn = dnode_create(os, dn_block + idx, db,
1653                             object, dnh);
1654                         dmu_buf_add_user_size(&db->db, sizeof (dnode_t));
1655                 }
1656
1657                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1658                 if (!zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds) || dn->dn_free_txg) {
1659                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_refcount);
1660                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1661                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1662                         dbuf_rele(db, FTAG);
1663                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1664                 }
1665
1666                 /* Don't actually hold if dry run, just return 0 */
1667                 if (flag & DNODE_DRY_RUN) {
1668                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1669                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1670                         dbuf_rele(db, FTAG);
1671                         return (0);
1672                 }
1673
1674                 dnode_set_slots(dnc, idx + 1, slots - 1, DN_SLOT_INTERIOR);
1675                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_hits);
1676         } else {
1677                 dbuf_rele(db, FTAG);
1678                 return (SET_ERROR(EINVAL));
1679         }
1680
1681         ASSERT0(dn->dn_free_txg);
1682
1683         if (zfs_refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
1684                 dbuf_add_ref(db, dnh);
1685
1686         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1687
1688         /* Now we can rely on the hold to prevent the dnode from moving. */
1689         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1690
1691         DNODE_VERIFY(dn);
1692         ASSERT3P(dnp, !=, NULL);
1693         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
1694         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
1695         dbuf_rele(db, FTAG);
1696
1697         *dnp = dn;
1698         return (0);
1699 }
1700
1701 /*
1702  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
1703  */
1704 int
1705 dnode_hold(objset_t *os, uint64_t object, const void *tag, dnode_t **dnp)
1706 {
1707         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, 0, tag,
1708             dnp));
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Can only add a reference if there is already at least one
1713  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
1714  * new reference.
1715  */
1716 boolean_t
1717 dnode_add_ref(dnode_t *dn, const void *tag)
1718 {
1719         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1720         if (zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
1721                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1722                 return (FALSE);
1723         }
1724         VERIFY(1 < zfs_refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
1725         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1726         return (TRUE);
1727 }
1728
1729 void
1730 dnode_rele(dnode_t *dn, const void *tag)
1731 {
1732         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1733         dnode_rele_and_unlock(dn, tag, B_FALSE);
1734 }
1735
1736 void
1737 dnode_rele_and_unlock(dnode_t *dn, const void *tag, boolean_t evicting)
1738 {
1739         uint64_t refs;
1740         /* Get while the hold prevents the dnode from moving. */
1741         dmu_buf_impl_t *db = dn->dn_dbuf;
1742         dnode_handle_t *dnh = dn->dn_handle;
1743
1744         refs = zfs_refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
1745         if (refs == 0)
1746                 cv_broadcast(&dn->dn_nodnholds);
1747         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1748         /* dnode could get destroyed at this point, so don't use it anymore */
1749
1750         /*
1751          * It's unsafe to release the last hold on a dnode by dnode_rele() or
1752          * indirectly by dbuf_rele() while relying on the dnode handle to
1753          * prevent the dnode from moving, since releasing the last hold could
1754          * result in the dnode's parent dbuf evicting its dnode handles. For
1755          * that reason anyone calling dnode_rele() or dbuf_rele() without some
1756          * other direct or indirect hold on the dnode must first drop the dnode
1757          * handle.
1758          */
1759 #ifdef ZFS_DEBUG
1760         ASSERT(refs > 0 || dnh->dnh_zrlock.zr_owner != curthread);
1761 #endif
1762
1763         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
1764         if (refs == 0 && db != NULL) {
1765                 /*
1766                  * Another thread could add a hold to the dnode handle in
1767                  * dnode_hold_impl() while holding the parent dbuf. Since the
1768                  * hold on the parent dbuf prevents the handle from being
1769                  * destroyed, the hold on the handle is OK. We can't yet assert
1770                  * that the handle has zero references, but that will be
1771                  * asserted anyway when the handle gets destroyed.
1772                  */
1773                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1774                 dbuf_rele_and_unlock(db, dnh, evicting);
1775         }
1776 }
1777
1778 /*
1779  * Test whether we can create a dnode at the specified location.
1780  */
1781 int
1782 dnode_try_claim(objset_t *os, uint64_t object, int slots)
1783 {
1784         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_FREE | DNODE_DRY_RUN,
1785             slots, NULL, NULL));
1786 }
1787
1788 /*
1789  * Checks if the dnode itself is dirty, or is carrying any uncommitted records.
1790  * It is important to check both conditions, as some operations (eg appending
1791  * to a file) can dirty both as a single logical unit, but they are not synced
1792  * out atomically, so checking one and not the other can result in an object
1793  * appearing to be clean mid-way through a commit.
1794  *
1795  * Do not change this lightly! If you get it wrong, dmu_offset_next() can
1796  * detect a hole where there is really data, leading to silent corruption.
1797  */
1798 boolean_t
1799 dnode_is_dirty(dnode_t *dn)
1800 {
1801         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1802
1803         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1804                 if (multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]) ||
1805                     !list_is_empty(&dn->dn_dirty_records[i])) {
1806                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1807                         return (B_TRUE);
1808                 }
1809         }
1810
1811         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1812
1813         return (B_FALSE);
1814 }
1815
1816 void
1817 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1818 {
1819         objset_t *os = dn->dn_objset;
1820         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1821
1822         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
1823                 dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1824                 return;
1825         }
1826
1827         DNODE_VERIFY(dn);
1828
1829 #ifdef ZFS_DEBUG
1830         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1831         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
1832         ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg);
1833         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1834 #endif
1835
1836         /*
1837          * Determine old uid/gid when necessary
1838          */
1839         dmu_objset_userquota_get_ids(dn, B_TRUE, tx);
1840
1841         multilist_t *dirtylist = &os->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK];
1842         multilist_sublist_t *mls = multilist_sublist_lock_obj(dirtylist, dn);
1843
1844         /*
1845          * If we are already marked dirty, we're done.
1846          */
1847         if (multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
1848                 multilist_sublist_unlock(mls);
1849                 return;
1850         }
1851
1852         ASSERT(!zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds) ||
1853             !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
1854         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
1855         ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[txg & TXG_MASK]);
1856         ASSERT0(dn->dn_next_blksz[txg & TXG_MASK]);
1857         ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[txg & TXG_MASK]);
1858
1859         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
1860             (u_longlong_t)dn->dn_object, (u_longlong_t)txg);
1861
1862         multilist_sublist_insert_head(mls, dn);
1863
1864         multilist_sublist_unlock(mls);
1865
1866         /*
1867          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
1868          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
1869          * dbuf maintains a hold on the dnode.  When the last child
1870          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
1871          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
1872          * dnode will hang around after we finish processing its
1873          * children.
1874          */
1875         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
1876
1877         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
1878
1879         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1880 }
1881
1882 void
1883 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1884 {
1885         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1886         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
1887                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1888                 return;
1889         }
1890         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
1891         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1892
1893         dnode_setdirty(dn, tx);
1894 }
1895
1896 /*
1897  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
1898  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
1899  */
1900 int
1901 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
1902 {
1903         dmu_buf_impl_t *db;
1904         int err;
1905
1906         ASSERT3U(size, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
1907         if (size == 0)
1908                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
1909         else
1910                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
1911
1912         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
1913                 ibs = 0;
1914
1915         if (size == dn->dn_datablksz && ibs == 0)
1916                 return (0);
1917
1918         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1919
1920         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
1921         if (dn->dn_maxblkid != 0)
1922                 goto fail;
1923
1924         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1925         for (db = avl_first(&dn->dn_dbufs); db != NULL;
1926             db = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db)) {
1927                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1928                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1929                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1930                         goto fail;
1931                 }
1932         }
1933         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1934
1935         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
1936                 goto fail;
1937
1938         dnode_setdirty(dn, tx);
1939         if (size != dn->dn_datablksz) {
1940                 /* resize the old block */
1941                 err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FALSE, FTAG, &db);
1942                 if (err == 0) {
1943                         dbuf_new_size(db, size, tx);
1944                 } else if (err != ENOENT) {
1945                         goto fail;
1946                 }
1947
1948                 dnode_setdblksz(dn, size);
1949                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = size;
1950                 if (db)
1951                         dbuf_rele(db, FTAG);
1952         }
1953         if (ibs) {
1954                 dn->dn_indblkshift = ibs;
1955                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
1956         }
1957
1958         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1959         return (0);
1960
1961 fail:
1962         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1963         return (SET_ERROR(ENOTSUP));
1964 }
1965
1966 static void
1967 dnode_set_nlevels_impl(dnode_t *dn, int new_nlevels, dmu_tx_t *tx)
1968 {
1969         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1970         int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
1971         dmu_buf_impl_t *db;
1972         list_t *list;
1973         dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
1974
1975         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1976
1977         ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_nlevels);
1978         dn->dn_nlevels = new_nlevels;
1979
1980         ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
1981         dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
1982
1983         /* dirty the left indirects */
1984         db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
1985         ASSERT(db != NULL);
1986         new = dbuf_dirty(db, tx);
1987         dbuf_rele(db, FTAG);
1988
1989         /* transfer the dirty records to the new indirect */
1990         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1991         mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
1992         list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
1993         for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
1994                 dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1995
1996                 IMPLY(dr->dr_dbuf == NULL, old_nlevels == 1);
1997                 if (dr->dr_dbuf == NULL ||
1998                     (dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels - 1 &&
1999                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
2000                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)) {
2001                         list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
2002                         list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
2003                         dr->dr_parent = new;
2004                 }
2005         }
2006         mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
2007         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2008 }
2009
2010 int
2011 dnode_set_nlevels(dnode_t *dn, int nlevels, dmu_tx_t *tx)
2012 {
2013         int ret = 0;
2014
2015         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2016
2017         if (dn->dn_nlevels == nlevels) {
2018                 ret = 0;
2019                 goto out;
2020         } else if (nlevels < dn->dn_nlevels) {
2021                 ret = SET_ERROR(EINVAL);
2022                 goto out;
2023         }
2024
2025         dnode_set_nlevels_impl(dn, nlevels, tx);
2026
2027 out:
2028         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2029         return (ret);
2030 }
2031
2032 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
2033 void
2034 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read,
2035     boolean_t force)
2036 {
2037         int epbs, new_nlevels;
2038         uint64_t sz;
2039
2040         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2041
2042         ASSERT(have_read ?
2043             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
2044             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2045
2046         /*
2047          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
2048          * before upgrading to a write-lock.
2049          */
2050         if (have_read) {
2051                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
2052                         return;
2053
2054                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
2055                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2056                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2057                 }
2058         }
2059
2060         /*
2061          * Raw sends (indicated by the force flag) require that we take the
2062          * given blkid even if the value is lower than the current value.
2063          */
2064         if (!force && blkid <= dn->dn_maxblkid)
2065                 goto out;
2066
2067         /*
2068          * We use the (otherwise unused) top bit of dn_next_maxblkid[txgoff]
2069          * to indicate that this field is set. This allows us to set the
2070          * maxblkid to 0 on an existing object in dnode_sync().
2071          */
2072         dn->dn_maxblkid = blkid;
2073         dn->dn_next_maxblkid[tx->tx_txg & TXG_MASK] =
2074             blkid | DMU_NEXT_MAXBLKID_SET;
2075
2076         /*
2077          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
2078          * Raw sends will ensure nlevels is set correctly for us.
2079          */
2080         new_nlevels = 1;
2081         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2082         for (sz = dn->dn_nblkptr;
2083             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
2084                 new_nlevels++;
2085
2086         ASSERT3U(new_nlevels, <=, DN_MAX_LEVELS);
2087
2088         if (!force) {
2089                 if (new_nlevels > dn->dn_nlevels)
2090                         dnode_set_nlevels_impl(dn, new_nlevels, tx);
2091         } else {
2092                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >=, new_nlevels);
2093         }
2094
2095 out:
2096         if (have_read)
2097                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
2098 }
2099
2100 static void
2101 dnode_dirty_l1(dnode_t *dn, uint64_t l1blkid, dmu_tx_t *tx)
2102 {
2103         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dn, 1, l1blkid, FTAG);
2104         if (db != NULL) {
2105                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
2106                 dbuf_rele(db, FTAG);
2107         }
2108 }
2109
2110 /*
2111  * Dirty all the in-core level-1 dbufs in the range specified by start_blkid
2112  * and end_blkid.
2113  */
2114 static void
2115 dnode_dirty_l1range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
2116     dmu_tx_t *tx)
2117 {
2118         dmu_buf_impl_t *db_search;
2119         dmu_buf_impl_t *db;
2120         avl_index_t where;
2121
2122         db_search = kmem_zalloc(sizeof (dmu_buf_impl_t), KM_SLEEP);
2123
2124         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2125
2126         db_search->db_level = 1;
2127         db_search->db_blkid = start_blkid + 1;
2128         db_search->db_state = DB_SEARCH;
2129         for (;;) {
2130
2131                 db = avl_find(&dn->dn_dbufs, db_search, &where);
2132                 if (db == NULL)
2133                         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
2134
2135                 if (db == NULL || db->db_level != 1 ||
2136                     db->db_blkid >= end_blkid) {
2137                         break;
2138                 }
2139
2140                 /*
2141                  * Setup the next blkid we want to search for.
2142                  */
2143                 db_search->db_blkid = db->db_blkid + 1;
2144                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
2145
2146                 /*
2147                  * If the dbuf transitions to DB_EVICTING while we're trying
2148                  * to dirty it, then we will be unable to discover it in
2149                  * the dbuf hash table. This will result in a call to
2150                  * dbuf_create() which needs to acquire the dn_dbufs_mtx
2151                  * lock. To avoid a deadlock, we drop the lock before
2152                  * dirtying the level-1 dbuf.
2153                  */
2154                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2155                 dnode_dirty_l1(dn, db->db_blkid, tx);
2156                 mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2157         }
2158
2159 #ifdef ZFS_DEBUG
2160         /*
2161          * Walk all the in-core level-1 dbufs and verify they have been dirtied.
2162          */
2163         db_search->db_level = 1;
2164         db_search->db_blkid = start_blkid + 1;
2165         db_search->db_state = DB_SEARCH;
2166         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, db_search, &where);
2167         if (db == NULL)
2168                 db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
2169         for (; db != NULL; db = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db)) {
2170                 if (db->db_level != 1 || db->db_blkid >= end_blkid)
2171                         break;
2172                 if (db->db_state != DB_EVICTING)
2173                         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
2174         }
2175 #endif
2176         kmem_free(db_search, sizeof (dmu_buf_impl_t));
2177         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2178 }
2179
2180 void
2181 dnode_set_dirtyctx(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx, const void *tag)
2182 {
2183         /*
2184          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
2185          * initialize the objset.
2186          */
2187         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED) {
2188                 dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
2189
2190                 if (ds != NULL) {
2191                         rrw_enter(&ds->ds_bp_rwlock, RW_READER, tag);
2192                 }
2193                 if (!BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
2194                         if (dmu_tx_is_syncing(tx))
2195                                 dn->dn_dirtyctx = DN_DIRTY_SYNC;
2196                         else
2197                                 dn->dn_dirtyctx = DN_DIRTY_OPEN;
2198                         dn->dn_dirtyctx_firstset = tag;
2199                 }
2200                 if (ds != NULL) {
2201                         rrw_exit(&ds->ds_bp_rwlock, tag);
2202                 }
2203         }
2204 }
2205
2206 static void
2207 dnode_partial_zero(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t blkoff, uint64_t len,
2208     dmu_tx_t *tx)
2209 {
2210         dmu_buf_impl_t *db;
2211         int res;
2212
2213         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2214         res = dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, 0, off), TRUE, FALSE,
2215             FTAG, &db);
2216         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2217         if (res == 0) {
2218                 db_lock_type_t dblt;
2219                 boolean_t dirty;
2220
2221                 dblt = dmu_buf_lock_parent(db, RW_READER, FTAG);
2222                 /* don't dirty if not on disk and not dirty */
2223                 dirty = !list_is_empty(&db->db_dirty_records) ||
2224                     (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr));
2225                 dmu_buf_unlock_parent(db, dblt, FTAG);
2226                 if (dirty) {
2227                         caddr_t data;
2228
2229                         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
2230                         data = db->db.db_data;
2231                         memset(data + blkoff, 0, len);
2232                 }
2233                 dbuf_rele(db, FTAG);
2234         }
2235 }
2236
2237 void
2238 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
2239 {
2240         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
2241         int blksz, blkshift, head, tail;
2242         int trunc = FALSE;
2243         int epbs;
2244
2245         blksz = dn->dn_datablksz;
2246         blkshift = dn->dn_datablkshift;
2247         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2248
2249         if (len == DMU_OBJECT_END) {
2250                 len = UINT64_MAX - off;
2251                 trunc = TRUE;
2252         }
2253
2254         /*
2255          * First, block align the region to free:
2256          */
2257         if (ISP2(blksz)) {
2258                 head = P2NPHASE(off, blksz);
2259                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
2260                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
2261                         return;
2262         } else {
2263                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
2264                 if (off == 0 && len >= blksz) {
2265                         /*
2266                          * Freeing the whole block; fast-track this request.
2267                          */
2268                         blkid = 0;
2269                         nblks = 1;
2270                         if (dn->dn_nlevels > 1) {
2271                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2272                                 dnode_dirty_l1(dn, 0, tx);
2273                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2274                         }
2275                         goto done;
2276                 } else if (off >= blksz) {
2277                         /* Freeing past end-of-data */
2278                         return;
2279                 } else {
2280                         /* Freeing part of the block. */
2281                         head = blksz - off;
2282                         ASSERT3U(head, >, 0);
2283                 }
2284                 blkoff = off;
2285         }
2286         /* zero out any partial block data at the start of the range */
2287         if (head) {
2288                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
2289                 if (len < head)
2290                         head = len;
2291                 dnode_partial_zero(dn, off, blkoff, head, tx);
2292                 off += head;
2293                 len -= head;
2294         }
2295
2296         /* If the range was less than one block, we're done */
2297         if (len == 0)
2298                 return;
2299
2300         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
2301         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
2302                 return;
2303
2304         ASSERT(ISP2(blksz));
2305         if (trunc)
2306                 tail = 0;
2307         else
2308                 tail = P2PHASE(len, blksz);
2309
2310         ASSERT0(P2PHASE(off, blksz));
2311         /* zero out any partial block data at the end of the range */
2312         if (tail) {
2313                 if (len < tail)
2314                         tail = len;
2315                 dnode_partial_zero(dn, off + len, 0, tail, tx);
2316                 len -= tail;
2317         }
2318
2319         /* If the range did not include a full block, we are done */
2320         if (len == 0)
2321                 return;
2322
2323         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
2324         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
2325         blkid = off >> blkshift;
2326         nblks = len >> blkshift;
2327         if (trunc)
2328                 nblks += 1;
2329
2330         /*
2331          * Dirty all the indirect blocks in this range.  Note that only
2332          * the first and last indirect blocks can actually be written
2333          * (if they were partially freed) -- they must be dirtied, even if
2334          * they do not exist on disk yet.  The interior blocks will
2335          * be freed by free_children(), so they will not actually be written.
2336          * Even though these interior blocks will not be written, we
2337          * dirty them for two reasons:
2338          *
2339          *  - It ensures that the indirect blocks remain in memory until
2340          *    syncing context.  (They have already been prefetched by
2341          *    dmu_tx_hold_free(), so we don't have to worry about reading
2342          *    them serially here.)
2343          *
2344          *  - The dirty space accounting will put pressure on the txg sync
2345          *    mechanism to begin syncing, and to delay transactions if there
2346          *    is a large amount of freeing.  Even though these indirect
2347          *    blocks will not be written, we could need to write the same
2348          *    amount of space if we copy the freed BPs into deadlists.
2349          */
2350         if (dn->dn_nlevels > 1) {
2351                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2352                 uint64_t first, last;
2353
2354                 first = blkid >> epbs;
2355                 dnode_dirty_l1(dn, first, tx);
2356                 if (trunc)
2357                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
2358                 else
2359                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
2360                 if (last != first)
2361                         dnode_dirty_l1(dn, last, tx);
2362
2363                 dnode_dirty_l1range(dn, first, last, tx);
2364
2365                 int shift = dn->dn_datablkshift + dn->dn_indblkshift -
2366                     SPA_BLKPTRSHIFT;
2367                 for (uint64_t i = first + 1; i < last; i++) {
2368                         /*
2369                          * Set i to the blockid of the next non-hole
2370                          * level-1 indirect block at or after i.  Note
2371                          * that dnode_next_offset() operates in terms of
2372                          * level-0-equivalent bytes.
2373                          */
2374                         uint64_t ibyte = i << shift;
2375                         int err = dnode_next_offset(dn, DNODE_FIND_HAVELOCK,
2376                             &ibyte, 2, 1, 0);
2377                         i = ibyte >> shift;
2378                         if (i >= last)
2379                                 break;
2380
2381                         /*
2382                          * Normally we should not see an error, either
2383                          * from dnode_next_offset() or dbuf_hold_level()
2384                          * (except for ESRCH from dnode_next_offset).
2385                          * If there is an i/o error, then when we read
2386                          * this block in syncing context, it will use
2387                          * ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, and thus hang/panic according
2388                          * to the "failmode" property.  dnode_next_offset()
2389                          * doesn't have a flag to indicate MUSTSUCCEED.
2390                          */
2391                         if (err != 0)
2392                                 break;
2393
2394                         dnode_dirty_l1(dn, i, tx);
2395                 }
2396                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2397         }
2398
2399 done:
2400         /*
2401          * Add this range to the dnode range list.
2402          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
2403          */
2404         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2405         {
2406                 int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
2407                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] == NULL) {
2408                         dn->dn_free_ranges[txgoff] = range_tree_create(NULL,
2409                             RANGE_SEG64, NULL, 0, 0);
2410                 }
2411                 range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
2412                 range_tree_add(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
2413         }
2414         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
2415             (u_longlong_t)blkid, (u_longlong_t)nblks,
2416             (u_longlong_t)tx->tx_txg);
2417         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2418
2419         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
2420         dnode_setdirty(dn, tx);
2421 }
2422
2423 static boolean_t
2424 dnode_spill_freed(dnode_t *dn)
2425 {
2426         int i;
2427
2428         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2429         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
2430                 if (dn->dn_rm_spillblk[i] == DN_KILL_SPILLBLK)
2431                         break;
2432         }
2433         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2434         return (i < TXG_SIZE);
2435 }
2436
2437 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
2438 uint64_t
2439 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
2440 {
2441         int i;
2442
2443         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2444                 return (FALSE);
2445
2446         if (dn->dn_free_txg)
2447                 return (TRUE);
2448
2449         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID)
2450                 return (dnode_spill_freed(dn));
2451
2452         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2453         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
2454                 if (dn->dn_free_ranges[i] != NULL &&
2455                     range_tree_contains(dn->dn_free_ranges[i], blkid, 1))
2456                         break;
2457         }
2458         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2459         return (i < TXG_SIZE);
2460 }
2461
2462 /* call from syncing context when we actually write/free space for this dnode */
2463 void
2464 dnode_diduse_space(dnode_t *dn, int64_t delta)
2465 {
2466         uint64_t space;
2467         dprintf_dnode(dn, "dn=%p dnp=%p used=%llu delta=%lld\n",
2468             dn, dn->dn_phys,
2469             (u_longlong_t)dn->dn_phys->dn_used,
2470             (longlong_t)delta);
2471
2472         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2473         space = DN_USED_BYTES(dn->dn_phys);
2474         if (delta > 0) {
2475                 ASSERT3U(space + delta, >=, space); /* no overflow */
2476         } else {
2477                 ASSERT3U(space, >=, -delta); /* no underflow */
2478         }
2479         space += delta;
2480         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_DNODE_BYTES) {
2481                 ASSERT((dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) == 0);
2482                 ASSERT0(P2PHASE(space, 1<<DEV_BSHIFT));
2483                 dn->dn_phys->dn_used = space >> DEV_BSHIFT;
2484         } else {
2485                 dn->dn_phys->dn_used = space;
2486                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_USED_BYTES;
2487         }
2488         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2489 }
2490
2491 /*
2492  * Scans a block at the indicated "level" looking for a hole or data,
2493  * depending on 'flags'.
2494  *
2495  * If level > 0, then we are scanning an indirect block looking at its
2496  * pointers.  If level == 0, then we are looking at a block of dnodes.
2497  *
2498  * If we don't find what we are looking for in the block, we return ESRCH.
2499  * Otherwise, return with *offset pointing to the beginning (if searching
2500  * forwards) or end (if searching backwards) of the range covered by the
2501  * block pointer we matched on (or dnode).
2502  *
2503  * The basic search algorithm used below by dnode_next_offset() is to
2504  * use this function to search up the block tree (widen the search) until
2505  * we find something (i.e., we don't return ESRCH) and then search back
2506  * down the tree (narrow the search) until we reach our original search
2507  * level.
2508  */
2509 static int
2510 dnode_next_offset_level(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
2511     int lvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
2512 {
2513         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
2514         void *data = NULL;
2515         uint64_t epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2516         uint64_t epb = 1ULL << epbs;
2517         uint64_t minfill, maxfill;
2518         boolean_t hole;
2519         int i, inc, error, span;
2520
2521         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2522
2523         hole = ((flags & DNODE_FIND_HOLE) != 0);
2524         inc = (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS) ? -1 : 1;
2525         ASSERT(txg == 0 || !hole);
2526
2527         if (lvl == dn->dn_phys->dn_nlevels) {
2528                 error = 0;
2529                 epb = dn->dn_phys->dn_nblkptr;
2530                 data = dn->dn_phys->dn_blkptr;
2531         } else {
2532                 uint64_t blkid = dbuf_whichblock(dn, lvl, *offset);
2533                 error = dbuf_hold_impl(dn, lvl, blkid, TRUE, FALSE, FTAG, &db);
2534                 if (error) {
2535                         if (error != ENOENT)
2536                                 return (error);
2537                         if (hole)
2538                                 return (0);
2539                         /*
2540                          * This can only happen when we are searching up
2541                          * the block tree for data.  We don't really need to
2542                          * adjust the offset, as we will just end up looking
2543                          * at the pointer to this block in its parent, and its
2544                          * going to be unallocated, so we will skip over it.
2545                          */
2546                         return (SET_ERROR(ESRCH));
2547                 }
2548                 error = dbuf_read(db, NULL,
2549                     DB_RF_CANFAIL | DB_RF_HAVESTRUCT |
2550                     DB_RF_NO_DECRYPT | DB_RF_NOPREFETCH);
2551                 if (error) {
2552                         dbuf_rele(db, FTAG);
2553                         return (error);
2554                 }
2555                 data = db->db.db_data;
2556                 rw_enter(&db->db_rwlock, RW_READER);
2557         }
2558
2559         if (db != NULL && txg != 0 && (db->db_blkptr == NULL ||
2560             db->db_blkptr->blk_birth <= txg ||
2561             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
2562                 /*
2563                  * This can only happen when we are searching up the tree
2564                  * and these conditions mean that we need to keep climbing.
2565                  */
2566                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2567         } else if (lvl == 0) {
2568                 dnode_phys_t *dnp = data;
2569
2570                 ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_DNODE);
2571                 ASSERT(!(flags & DNODE_FIND_BACKWARDS));
2572
2573                 for (i = (*offset >> DNODE_SHIFT) & (blkfill - 1);
2574                     i < blkfill; i += dnp[i].dn_extra_slots + 1) {
2575                         if ((dnp[i].dn_type == DMU_OT_NONE) == hole)
2576                                 break;
2577                 }
2578
2579                 if (i == blkfill)
2580                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2581
2582                 *offset = (*offset & ~(DNODE_BLOCK_SIZE - 1)) +
2583                     (i << DNODE_SHIFT);
2584         } else {
2585                 blkptr_t *bp = data;
2586                 uint64_t start = *offset;
2587                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
2588                 minfill = 0;
2589                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
2590
2591                 if (hole)
2592                         maxfill--;
2593                 else
2594                         minfill++;
2595
2596                 if (span >= 8 * sizeof (*offset)) {
2597                         /* This only happens on the highest indirection level */
2598                         ASSERT3U((lvl - 1), ==, dn->dn_phys->dn_nlevels - 1);
2599                         *offset = 0;
2600                 } else {
2601                         *offset = *offset >> span;
2602                 }
2603
2604                 for (i = BF64_GET(*offset, 0, epbs);
2605                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
2606                         if (BP_GET_FILL(&bp[i]) >= minfill &&
2607                             BP_GET_FILL(&bp[i]) <= maxfill &&
2608                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
2609                                 break;
2610                         if (inc > 0 || *offset > 0)
2611                                 *offset += inc;
2612                 }
2613
2614                 if (span >= 8 * sizeof (*offset)) {
2615                         *offset = start;
2616                 } else {
2617                         *offset = *offset << span;
2618                 }
2619
2620                 if (inc < 0) {
2621                         /* traversing backwards; position offset at the end */
2622                         if (span < 8 * sizeof (*offset))
2623                                 *offset = MIN(*offset + (1ULL << span) - 1,
2624                                     start);
2625                 } else if (*offset < start) {
2626                         *offset = start;
2627                 }
2628                 if (i < 0 || i >= epb)
2629                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2630         }
2631
2632         if (db != NULL) {
2633                 rw_exit(&db->db_rwlock);
2634                 dbuf_rele(db, FTAG);
2635         }
2636
2637         return (error);
2638 }
2639
2640 /*
2641  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
2642  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
2643  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
2644  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
2645  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
2646  *
2647  * Examples:
2648  *
2649  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
2650  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
2651  *      Used in dmu_offset_next().
2652  *
2653  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
2654  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
2655  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
2656  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
2657  *      Used in dmu_object_next().
2658  *
2659  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
2660  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
2661  *      Used in dmu_object_alloc().
2662  */
2663 int
2664 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
2665     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
2666 {
2667         uint64_t initial_offset = *offset;
2668         int lvl, maxlvl;
2669         int error = 0;
2670
2671         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
2672                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2673
2674         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
2675                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2676                 goto out;
2677         }
2678
2679         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
2680                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
2681                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
2682                                 *offset = dn->dn_datablksz;
2683                 } else {
2684                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2685                 }
2686                 goto out;
2687         }
2688
2689         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2690
2691         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
2692                 error = dnode_next_offset_level(dn,
2693                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
2694                 if (error != ESRCH)
2695                         break;
2696         }
2697
2698         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
2699                 error = dnode_next_offset_level(dn,
2700                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
2701         }
2702
2703         /*
2704          * There's always a "virtual hole" at the end of the object, even
2705          * if all BP's which physically exist are non-holes.
2706          */
2707         if ((flags & DNODE_FIND_HOLE) && error == ESRCH && txg == 0 &&
2708             minlvl == 1 && blkfill == 1 && !(flags & DNODE_FIND_BACKWARDS)) {
2709                 error = 0;
2710         }
2711
2712         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
2713             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
2714                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2715 out:
2716         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
2717                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2718
2719         return (error);
2720 }
2721
2722 #if defined(_KERNEL)
2723 EXPORT_SYMBOL(dnode_hold);
2724 EXPORT_SYMBOL(dnode_rele);
2725 EXPORT_SYMBOL(dnode_set_nlevels);
2726 EXPORT_SYMBOL(dnode_set_blksz);
2727 EXPORT_SYMBOL(dnode_free_range);
2728 EXPORT_SYMBOL(dnode_evict_dbufs);
2729 EXPORT_SYMBOL(dnode_evict_bonus);
2730 #endif
2731
2732 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, default_bs, INT, ZMOD_RW,
2733         "Default dnode block shift");
2734 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, default_ibs, INT, ZMOD_RW,
2735         "Default dnode indirect block shift");