]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.2.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dnode.c
- Copy stable/10@285827 to releng/10.2 in preparation for 10.2-RC1
[FreeBSD/releng/10.2.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / zfs / dnode.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2012, 2015 by Delphix. All rights reserved.
24  */
25
26 #include <sys/zfs_context.h>
27 #include <sys/dbuf.h>
28 #include <sys/dnode.h>
29 #include <sys/dmu.h>
30 #include <sys/dmu_impl.h>
31 #include <sys/dmu_tx.h>
32 #include <sys/dmu_objset.h>
33 #include <sys/dsl_dir.h>
34 #include <sys/dsl_dataset.h>
35 #include <sys/spa.h>
36 #include <sys/zio.h>
37 #include <sys/dmu_zfetch.h>
38 #include <sys/range_tree.h>
39
40 static kmem_cache_t *dnode_cache;
41 /*
42  * Define DNODE_STATS to turn on statistic gathering. By default, it is only
43  * turned on when DEBUG is also defined.
44  */
45 #ifdef  DEBUG
46 #define DNODE_STATS
47 #endif  /* DEBUG */
48
49 #ifdef  DNODE_STATS
50 #define DNODE_STAT_ADD(stat)                    ((stat)++)
51 #else
52 #define DNODE_STAT_ADD(stat)                    /* nothing */
53 #endif  /* DNODE_STATS */
54
55 static dnode_phys_t dnode_phys_zero;
56
57 int zfs_default_bs = SPA_MINBLOCKSHIFT;
58 int zfs_default_ibs = DN_MAX_INDBLKSHIFT;
59
60 #ifdef sun
61 static kmem_cbrc_t dnode_move(void *, void *, size_t, void *);
62 #endif
63
64 static int
65 dbuf_compare(const void *x1, const void *x2)
66 {
67         const dmu_buf_impl_t *d1 = x1;
68         const dmu_buf_impl_t *d2 = x2;
69
70         if (d1->db_level < d2->db_level) {
71                 return (-1);
72         }
73         if (d1->db_level > d2->db_level) {
74                 return (1);
75         }
76
77         if (d1->db_blkid < d2->db_blkid) {
78                 return (-1);
79         }
80         if (d1->db_blkid > d2->db_blkid) {
81                 return (1);
82         }
83
84         if (d1->db_state == DB_SEARCH) {
85                 ASSERT3S(d2->db_state, !=, DB_SEARCH);
86                 return (-1);
87         } else if (d2->db_state == DB_SEARCH) {
88                 ASSERT3S(d1->db_state, !=, DB_SEARCH);
89                 return (1);
90         }
91
92         if ((uintptr_t)d1 < (uintptr_t)d2) {
93                 return (-1);
94         }
95         if ((uintptr_t)d1 > (uintptr_t)d2) {
96                 return (1);
97         }
98         return (0);
99 }
100
101 /* ARGSUSED */
102 static int
103 dnode_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
104 {
105         dnode_t *dn = arg;
106         int i;
107
108         rw_init(&dn->dn_struct_rwlock, NULL, RW_DEFAULT, NULL);
109         mutex_init(&dn->dn_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
110         mutex_init(&dn->dn_dbufs_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
111         cv_init(&dn->dn_notxholds, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
112
113         /*
114          * Every dbuf has a reference, and dropping a tracked reference is
115          * O(number of references), so don't track dn_holds.
116          */
117         refcount_create_untracked(&dn->dn_holds);
118         refcount_create(&dn->dn_tx_holds);
119         list_link_init(&dn->dn_link);
120
121         bzero(&dn->dn_next_nblkptr[0], sizeof (dn->dn_next_nblkptr));
122         bzero(&dn->dn_next_nlevels[0], sizeof (dn->dn_next_nlevels));
123         bzero(&dn->dn_next_indblkshift[0], sizeof (dn->dn_next_indblkshift));
124         bzero(&dn->dn_next_bonustype[0], sizeof (dn->dn_next_bonustype));
125         bzero(&dn->dn_rm_spillblk[0], sizeof (dn->dn_rm_spillblk));
126         bzero(&dn->dn_next_bonuslen[0], sizeof (dn->dn_next_bonuslen));
127         bzero(&dn->dn_next_blksz[0], sizeof (dn->dn_next_blksz));
128
129         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
130                 list_link_init(&dn->dn_dirty_link[i]);
131                 dn->dn_free_ranges[i] = NULL;
132                 list_create(&dn->dn_dirty_records[i],
133                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
134                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
135         }
136
137         dn->dn_allocated_txg = 0;
138         dn->dn_free_txg = 0;
139         dn->dn_assigned_txg = 0;
140         dn->dn_dirtyctx = 0;
141         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
142         dn->dn_bonus = NULL;
143         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
144         dn->dn_zio = NULL;
145         dn->dn_oldused = 0;
146         dn->dn_oldflags = 0;
147         dn->dn_olduid = 0;
148         dn->dn_oldgid = 0;
149         dn->dn_newuid = 0;
150         dn->dn_newgid = 0;
151         dn->dn_id_flags = 0;
152
153         dn->dn_dbufs_count = 0;
154         dn->dn_unlisted_l0_blkid = 0;
155         avl_create(&dn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
156             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
157
158         dn->dn_moved = 0;
159         POINTER_INVALIDATE(&dn->dn_objset);
160         return (0);
161 }
162
163 /* ARGSUSED */
164 static void
165 dnode_dest(void *arg, void *unused)
166 {
167         int i;
168         dnode_t *dn = arg;
169
170         rw_destroy(&dn->dn_struct_rwlock);
171         mutex_destroy(&dn->dn_mtx);
172         mutex_destroy(&dn->dn_dbufs_mtx);
173         cv_destroy(&dn->dn_notxholds);
174         refcount_destroy(&dn->dn_holds);
175         refcount_destroy(&dn->dn_tx_holds);
176         ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_link));
177
178         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
179                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
180                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
181                 list_destroy(&dn->dn_dirty_records[i]);
182                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
183                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
184                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
185                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
186                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
187                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
188                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
189         }
190
191         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
192         ASSERT0(dn->dn_free_txg);
193         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
194         ASSERT0(dn->dn_dirtyctx);
195         ASSERT3P(dn->dn_dirtyctx_firstset, ==, NULL);
196         ASSERT3P(dn->dn_bonus, ==, NULL);
197         ASSERT(!dn->dn_have_spill);
198         ASSERT3P(dn->dn_zio, ==, NULL);
199         ASSERT0(dn->dn_oldused);
200         ASSERT0(dn->dn_oldflags);
201         ASSERT0(dn->dn_olduid);
202         ASSERT0(dn->dn_oldgid);
203         ASSERT0(dn->dn_newuid);
204         ASSERT0(dn->dn_newgid);
205         ASSERT0(dn->dn_id_flags);
206
207         ASSERT0(dn->dn_dbufs_count);
208         ASSERT0(dn->dn_unlisted_l0_blkid);
209         avl_destroy(&dn->dn_dbufs);
210 }
211
212 void
213 dnode_init(void)
214 {
215         ASSERT(dnode_cache == NULL);
216         dnode_cache = kmem_cache_create("dnode_t",
217             sizeof (dnode_t),
218             0, dnode_cons, dnode_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
219         kmem_cache_set_move(dnode_cache, dnode_move);
220 }
221
222 void
223 dnode_fini(void)
224 {
225         kmem_cache_destroy(dnode_cache);
226         dnode_cache = NULL;
227 }
228
229
230 #ifdef ZFS_DEBUG
231 void
232 dnode_verify(dnode_t *dn)
233 {
234         int drop_struct_lock = FALSE;
235
236         ASSERT(dn->dn_phys);
237         ASSERT(dn->dn_objset);
238         ASSERT(dn->dn_handle->dnh_dnode == dn);
239
240         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
241
242         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DNODE_VERIFY))
243                 return;
244
245         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
246                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
247                 drop_struct_lock = TRUE;
248         }
249         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE || dn->dn_allocated_txg != 0) {
250                 int i;
251                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, >=, 0);
252                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
253                 if (dn->dn_datablkshift) {
254                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
255                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
256                         ASSERT3U(1<<dn->dn_datablkshift, ==, dn->dn_datablksz);
257                 }
258                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, <=, 30);
259                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_type));
260                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, >=, 1);
261                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
262                 ASSERT3U(dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
263                 ASSERT3U(dn->dn_datablksz, ==,
264                     dn->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
265                 ASSERT3U(ISP2(dn->dn_datablksz), ==, dn->dn_datablkshift != 0);
266                 ASSERT3U((dn->dn_nblkptr - 1) * sizeof (blkptr_t) +
267                     dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
268                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
269                         ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], <=, dn->dn_nlevels);
270                 }
271         }
272         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE)
273                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_nlevels, <=, dn->dn_nlevels);
274         ASSERT(DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) || dn->dn_dbuf != NULL);
275         if (dn->dn_dbuf != NULL) {
276                 ASSERT3P(dn->dn_phys, ==,
277                     (dnode_phys_t *)dn->dn_dbuf->db.db_data +
278                     (dn->dn_object % (dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT)));
279         }
280         if (drop_struct_lock)
281                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
282 }
283 #endif
284
285 void
286 dnode_byteswap(dnode_phys_t *dnp)
287 {
288         uint64_t *buf64 = (void*)&dnp->dn_blkptr;
289         int i;
290
291         if (dnp->dn_type == DMU_OT_NONE) {
292                 bzero(dnp, sizeof (dnode_phys_t));
293                 return;
294         }
295
296         dnp->dn_datablkszsec = BSWAP_16(dnp->dn_datablkszsec);
297         dnp->dn_bonuslen = BSWAP_16(dnp->dn_bonuslen);
298         dnp->dn_maxblkid = BSWAP_64(dnp->dn_maxblkid);
299         dnp->dn_used = BSWAP_64(dnp->dn_used);
300
301         /*
302          * dn_nblkptr is only one byte, so it's OK to read it in either
303          * byte order.  We can't read dn_bouslen.
304          */
305         ASSERT(dnp->dn_indblkshift <= SPA_MAXBLOCKSHIFT);
306         ASSERT(dnp->dn_nblkptr <= DN_MAX_NBLKPTR);
307         for (i = 0; i < dnp->dn_nblkptr * sizeof (blkptr_t)/8; i++)
308                 buf64[i] = BSWAP_64(buf64[i]);
309
310         /*
311          * OK to check dn_bonuslen for zero, because it won't matter if
312          * we have the wrong byte order.  This is necessary because the
313          * dnode dnode is smaller than a regular dnode.
314          */
315         if (dnp->dn_bonuslen != 0) {
316                 /*
317                  * Note that the bonus length calculated here may be
318                  * longer than the actual bonus buffer.  This is because
319                  * we always put the bonus buffer after the last block
320                  * pointer (instead of packing it against the end of the
321                  * dnode buffer).
322                  */
323                 int off = (dnp->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
324                 size_t len = DN_MAX_BONUSLEN - off;
325                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dnp->dn_bonustype));
326                 dmu_object_byteswap_t byteswap =
327                     DMU_OT_BYTESWAP(dnp->dn_bonustype);
328                 dmu_ot_byteswap[byteswap].ob_func(dnp->dn_bonus + off, len);
329         }
330
331         /* Swap SPILL block if we have one */
332         if (dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR)
333                 byteswap_uint64_array(&dnp->dn_spill, sizeof (blkptr_t));
334
335 }
336
337 void
338 dnode_buf_byteswap(void *vbuf, size_t size)
339 {
340         dnode_phys_t *buf = vbuf;
341         int i;
342
343         ASSERT3U(sizeof (dnode_phys_t), ==, (1<<DNODE_SHIFT));
344         ASSERT((size & (sizeof (dnode_phys_t)-1)) == 0);
345
346         size >>= DNODE_SHIFT;
347         for (i = 0; i < size; i++) {
348                 dnode_byteswap(buf);
349                 buf++;
350         }
351 }
352
353 void
354 dnode_setbonuslen(dnode_t *dn, int newsize, dmu_tx_t *tx)
355 {
356         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
357
358         dnode_setdirty(dn, tx);
359         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
360         ASSERT3U(newsize, <=, DN_MAX_BONUSLEN -
361             (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t));
362         dn->dn_bonuslen = newsize;
363         if (newsize == 0)
364                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_ZERO_BONUSLEN;
365         else
366                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
367         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
368 }
369
370 void
371 dnode_setbonus_type(dnode_t *dn, dmu_object_type_t newtype, dmu_tx_t *tx)
372 {
373         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
374         dnode_setdirty(dn, tx);
375         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
376         dn->dn_bonustype = newtype;
377         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
378         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
379 }
380
381 void
382 dnode_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
383 {
384         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
385         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
386         dnode_setdirty(dn, tx);
387         dn->dn_rm_spillblk[tx->tx_txg&TXG_MASK] = DN_KILL_SPILLBLK;
388         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
389 }
390
391 static void
392 dnode_setdblksz(dnode_t *dn, int size)
393 {
394         ASSERT0(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE));
395         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
396         ASSERT3U(size, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
397         ASSERT3U(size >> SPA_MINBLOCKSHIFT, <,
398             1<<(sizeof (dn->dn_phys->dn_datablkszsec) * 8));
399         dn->dn_datablksz = size;
400         dn->dn_datablkszsec = size >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
401         dn->dn_datablkshift = ISP2(size) ? highbit64(size - 1) : 0;
402 }
403
404 static dnode_t *
405 dnode_create(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, dmu_buf_impl_t *db,
406     uint64_t object, dnode_handle_t *dnh)
407 {
408         dnode_t *dn = kmem_cache_alloc(dnode_cache, KM_SLEEP);
409
410         ASSERT(!POINTER_IS_VALID(dn->dn_objset));
411         dn->dn_moved = 0;
412
413         /*
414          * Defer setting dn_objset until the dnode is ready to be a candidate
415          * for the dnode_move() callback.
416          */
417         dn->dn_object = object;
418         dn->dn_dbuf = db;
419         dn->dn_handle = dnh;
420         dn->dn_phys = dnp;
421
422         if (dnp->dn_datablkszsec) {
423                 dnode_setdblksz(dn, dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
424         } else {
425                 dn->dn_datablksz = 0;
426                 dn->dn_datablkszsec = 0;
427                 dn->dn_datablkshift = 0;
428         }
429         dn->dn_indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
430         dn->dn_nlevels = dnp->dn_nlevels;
431         dn->dn_type = dnp->dn_type;
432         dn->dn_nblkptr = dnp->dn_nblkptr;
433         dn->dn_checksum = dnp->dn_checksum;
434         dn->dn_compress = dnp->dn_compress;
435         dn->dn_bonustype = dnp->dn_bonustype;
436         dn->dn_bonuslen = dnp->dn_bonuslen;
437         dn->dn_maxblkid = dnp->dn_maxblkid;
438         dn->dn_have_spill = ((dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) != 0);
439         dn->dn_id_flags = 0;
440
441         dmu_zfetch_init(&dn->dn_zfetch, dn);
442
443         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
444
445         mutex_enter(&os->os_lock);
446         list_insert_head(&os->os_dnodes, dn);
447         membar_producer();
448         /*
449          * Everything else must be valid before assigning dn_objset makes the
450          * dnode eligible for dnode_move().
451          */
452         dn->dn_objset = os;
453         mutex_exit(&os->os_lock);
454
455         arc_space_consume(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
456         return (dn);
457 }
458
459 /*
460  * Caller must be holding the dnode handle, which is released upon return.
461  */
462 static void
463 dnode_destroy(dnode_t *dn)
464 {
465         objset_t *os = dn->dn_objset;
466
467         ASSERT((dn->dn_id_flags & DN_ID_NEW_EXIST) == 0);
468
469         mutex_enter(&os->os_lock);
470         POINTER_INVALIDATE(&dn->dn_objset);
471         list_remove(&os->os_dnodes, dn);
472         mutex_exit(&os->os_lock);
473
474         /* the dnode can no longer move, so we can release the handle */
475         zrl_remove(&dn->dn_handle->dnh_zrlock);
476
477         dn->dn_allocated_txg = 0;
478         dn->dn_free_txg = 0;
479         dn->dn_assigned_txg = 0;
480
481         dn->dn_dirtyctx = 0;
482         if (dn->dn_dirtyctx_firstset != NULL) {
483                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
484                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
485         }
486         if (dn->dn_bonus != NULL) {
487                 mutex_enter(&dn->dn_bonus->db_mtx);
488                 dbuf_evict(dn->dn_bonus);
489                 dn->dn_bonus = NULL;
490         }
491         dn->dn_zio = NULL;
492
493         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
494         dn->dn_oldused = 0;
495         dn->dn_oldflags = 0;
496         dn->dn_olduid = 0;
497         dn->dn_oldgid = 0;
498         dn->dn_newuid = 0;
499         dn->dn_newgid = 0;
500         dn->dn_id_flags = 0;
501         dn->dn_unlisted_l0_blkid = 0;
502
503         dmu_zfetch_rele(&dn->dn_zfetch);
504         kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
505         arc_space_return(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
506 }
507
508 void
509 dnode_allocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize, int ibs,
510     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
511 {
512         int i;
513
514         ASSERT3U(blocksize, <=,
515             spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
516         if (blocksize == 0)
517                 blocksize = 1 << zfs_default_bs;
518         else
519                 blocksize = P2ROUNDUP(blocksize, SPA_MINBLOCKSIZE);
520
521         if (ibs == 0)
522                 ibs = zfs_default_ibs;
523
524         ibs = MIN(MAX(ibs, DN_MIN_INDBLKSHIFT), DN_MAX_INDBLKSHIFT);
525
526         dprintf("os=%p obj=%llu txg=%llu blocksize=%d ibs=%d\n", dn->dn_objset,
527             dn->dn_object, tx->tx_txg, blocksize, ibs);
528
529         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
530         ASSERT(bcmp(dn->dn_phys, &dnode_phys_zero, sizeof (dnode_phys_t)) == 0);
531         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type == DMU_OT_NONE);
532         ASSERT(ot != DMU_OT_NONE);
533         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(ot));
534         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
535             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0) ||
536             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
537         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
538         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
539         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
540         ASSERT0(dn->dn_maxblkid);
541         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
542         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
543         ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
544         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), <=, 1);
545         ASSERT(avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
546
547         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
548                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
549                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
550                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
551                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
552                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
553                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
554                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
555                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
556                 ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dirty_records[i]), ==, NULL);
557                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
558         }
559
560         dn->dn_type = ot;
561         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
562         dn->dn_indblkshift = ibs;
563         dn->dn_nlevels = 1;
564         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
565                 dn->dn_nblkptr = 1;
566         else
567                 dn->dn_nblkptr = 1 +
568                     ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
569         dn->dn_bonustype = bonustype;
570         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
571         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
572         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
573         dn->dn_dirtyctx = 0;
574
575         dn->dn_free_txg = 0;
576         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
577                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
578                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
579         }
580
581         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
582         dn->dn_id_flags = 0;
583
584         dnode_setdirty(dn, tx);
585         dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
586         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
587         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
588         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_datablksz;
589 }
590
591 void
592 dnode_reallocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize,
593     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
594 {
595         int nblkptr;
596
597         ASSERT3U(blocksize, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
598         ASSERT3U(blocksize, <=,
599             spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
600         ASSERT0(blocksize % SPA_MINBLOCKSIZE);
601         ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT || dmu_tx_private_ok(tx));
602         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
603         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
604             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0) ||
605             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0));
606         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
607         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
608
609         /* clean up any unreferenced dbufs */
610         dnode_evict_dbufs(dn);
611
612         dn->dn_id_flags = 0;
613
614         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
615         dnode_setdirty(dn, tx);
616         if (dn->dn_datablksz != blocksize) {
617                 /* change blocksize */
618                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0 &&
619                     (BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
620                     dnode_block_freed(dn, 0)));
621                 dnode_setdblksz(dn, blocksize);
622                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = blocksize;
623         }
624         if (dn->dn_bonuslen != bonuslen)
625                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonuslen;
626
627         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
628                 nblkptr = 1;
629         else
630                 nblkptr = 1 + ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
631         if (dn->dn_bonustype != bonustype)
632                 dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonustype;
633         if (dn->dn_nblkptr != nblkptr)
634                 dn->dn_next_nblkptr[tx->tx_txg&TXG_MASK] = nblkptr;
635         if (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) {
636                 dbuf_rm_spill(dn, tx);
637                 dnode_rm_spill(dn, tx);
638         }
639         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
640
641         /* change type */
642         dn->dn_type = ot;
643
644         /* change bonus size and type */
645         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
646         dn->dn_bonustype = bonustype;
647         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
648         dn->dn_nblkptr = nblkptr;
649         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
650         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
651         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
652
653         /* fix up the bonus db_size */
654         if (dn->dn_bonus) {
655                 dn->dn_bonus->db.db_size =
656                     DN_MAX_BONUSLEN - (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
657                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
658         }
659
660         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
661         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
662 }
663
664 #ifdef  DNODE_STATS
665 static struct {
666         uint64_t dms_dnode_invalid;
667         uint64_t dms_dnode_recheck1;
668         uint64_t dms_dnode_recheck2;
669         uint64_t dms_dnode_special;
670         uint64_t dms_dnode_handle;
671         uint64_t dms_dnode_rwlock;
672         uint64_t dms_dnode_active;
673 } dnode_move_stats;
674 #endif  /* DNODE_STATS */
675
676 static void
677 dnode_move_impl(dnode_t *odn, dnode_t *ndn)
678 {
679         int i;
680
681         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_struct_rwlock));
682         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_mtx));
683         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_dbufs_mtx));
684         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_zfetch.zf_rwlock));
685
686         /* Copy fields. */
687         ndn->dn_objset = odn->dn_objset;
688         ndn->dn_object = odn->dn_object;
689         ndn->dn_dbuf = odn->dn_dbuf;
690         ndn->dn_handle = odn->dn_handle;
691         ndn->dn_phys = odn->dn_phys;
692         ndn->dn_type = odn->dn_type;
693         ndn->dn_bonuslen = odn->dn_bonuslen;
694         ndn->dn_bonustype = odn->dn_bonustype;
695         ndn->dn_nblkptr = odn->dn_nblkptr;
696         ndn->dn_checksum = odn->dn_checksum;
697         ndn->dn_compress = odn->dn_compress;
698         ndn->dn_nlevels = odn->dn_nlevels;
699         ndn->dn_indblkshift = odn->dn_indblkshift;
700         ndn->dn_datablkshift = odn->dn_datablkshift;
701         ndn->dn_datablkszsec = odn->dn_datablkszsec;
702         ndn->dn_datablksz = odn->dn_datablksz;
703         ndn->dn_maxblkid = odn->dn_maxblkid;
704         bcopy(&odn->dn_next_nblkptr[0], &ndn->dn_next_nblkptr[0],
705             sizeof (odn->dn_next_nblkptr));
706         bcopy(&odn->dn_next_nlevels[0], &ndn->dn_next_nlevels[0],
707             sizeof (odn->dn_next_nlevels));
708         bcopy(&odn->dn_next_indblkshift[0], &ndn->dn_next_indblkshift[0],
709             sizeof (odn->dn_next_indblkshift));
710         bcopy(&odn->dn_next_bonustype[0], &ndn->dn_next_bonustype[0],
711             sizeof (odn->dn_next_bonustype));
712         bcopy(&odn->dn_rm_spillblk[0], &ndn->dn_rm_spillblk[0],
713             sizeof (odn->dn_rm_spillblk));
714         bcopy(&odn->dn_next_bonuslen[0], &ndn->dn_next_bonuslen[0],
715             sizeof (odn->dn_next_bonuslen));
716         bcopy(&odn->dn_next_blksz[0], &ndn->dn_next_blksz[0],
717             sizeof (odn->dn_next_blksz));
718         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
719                 list_move_tail(&ndn->dn_dirty_records[i],
720                     &odn->dn_dirty_records[i]);
721         }
722         bcopy(&odn->dn_free_ranges[0], &ndn->dn_free_ranges[0],
723             sizeof (odn->dn_free_ranges));
724         ndn->dn_allocated_txg = odn->dn_allocated_txg;
725         ndn->dn_free_txg = odn->dn_free_txg;
726         ndn->dn_assigned_txg = odn->dn_assigned_txg;
727         ndn->dn_dirtyctx = odn->dn_dirtyctx;
728         ndn->dn_dirtyctx_firstset = odn->dn_dirtyctx_firstset;
729         ASSERT(refcount_count(&odn->dn_tx_holds) == 0);
730         refcount_transfer(&ndn->dn_holds, &odn->dn_holds);
731         ASSERT(avl_is_empty(&ndn->dn_dbufs));
732         avl_swap(&ndn->dn_dbufs, &odn->dn_dbufs);
733         ndn->dn_dbufs_count = odn->dn_dbufs_count;
734         ndn->dn_unlisted_l0_blkid = odn->dn_unlisted_l0_blkid;
735         ndn->dn_bonus = odn->dn_bonus;
736         ndn->dn_have_spill = odn->dn_have_spill;
737         ndn->dn_zio = odn->dn_zio;
738         ndn->dn_oldused = odn->dn_oldused;
739         ndn->dn_oldflags = odn->dn_oldflags;
740         ndn->dn_olduid = odn->dn_olduid;
741         ndn->dn_oldgid = odn->dn_oldgid;
742         ndn->dn_newuid = odn->dn_newuid;
743         ndn->dn_newgid = odn->dn_newgid;
744         ndn->dn_id_flags = odn->dn_id_flags;
745         dmu_zfetch_init(&ndn->dn_zfetch, NULL);
746         list_move_tail(&ndn->dn_zfetch.zf_stream, &odn->dn_zfetch.zf_stream);
747         ndn->dn_zfetch.zf_dnode = odn->dn_zfetch.zf_dnode;
748         ndn->dn_zfetch.zf_stream_cnt = odn->dn_zfetch.zf_stream_cnt;
749         ndn->dn_zfetch.zf_alloc_fail = odn->dn_zfetch.zf_alloc_fail;
750
751         /*
752          * Update back pointers. Updating the handle fixes the back pointer of
753          * every descendant dbuf as well as the bonus dbuf.
754          */
755         ASSERT(ndn->dn_handle->dnh_dnode == odn);
756         ndn->dn_handle->dnh_dnode = ndn;
757         if (ndn->dn_zfetch.zf_dnode == odn) {
758                 ndn->dn_zfetch.zf_dnode = ndn;
759         }
760
761         /*
762          * Invalidate the original dnode by clearing all of its back pointers.
763          */
764         odn->dn_dbuf = NULL;
765         odn->dn_handle = NULL;
766         avl_create(&odn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
767             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
768         odn->dn_dbufs_count = 0;
769         odn->dn_unlisted_l0_blkid = 0;
770         odn->dn_bonus = NULL;
771         odn->dn_zfetch.zf_dnode = NULL;
772
773         /*
774          * Set the low bit of the objset pointer to ensure that dnode_move()
775          * recognizes the dnode as invalid in any subsequent callback.
776          */
777         POINTER_INVALIDATE(&odn->dn_objset);
778
779         /*
780          * Satisfy the destructor.
781          */
782         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
783                 list_create(&odn->dn_dirty_records[i],
784                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
785                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
786                 odn->dn_free_ranges[i] = NULL;
787                 odn->dn_next_nlevels[i] = 0;
788                 odn->dn_next_indblkshift[i] = 0;
789                 odn->dn_next_bonustype[i] = 0;
790                 odn->dn_rm_spillblk[i] = 0;
791                 odn->dn_next_bonuslen[i] = 0;
792                 odn->dn_next_blksz[i] = 0;
793         }
794         odn->dn_allocated_txg = 0;
795         odn->dn_free_txg = 0;
796         odn->dn_assigned_txg = 0;
797         odn->dn_dirtyctx = 0;
798         odn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
799         odn->dn_have_spill = B_FALSE;
800         odn->dn_zio = NULL;
801         odn->dn_oldused = 0;
802         odn->dn_oldflags = 0;
803         odn->dn_olduid = 0;
804         odn->dn_oldgid = 0;
805         odn->dn_newuid = 0;
806         odn->dn_newgid = 0;
807         odn->dn_id_flags = 0;
808
809         /*
810          * Mark the dnode.
811          */
812         ndn->dn_moved = 1;
813         odn->dn_moved = (uint8_t)-1;
814 }
815
816 #ifdef sun
817 #ifdef  _KERNEL
818 /*ARGSUSED*/
819 static kmem_cbrc_t
820 dnode_move(void *buf, void *newbuf, size_t size, void *arg)
821 {
822         dnode_t *odn = buf, *ndn = newbuf;
823         objset_t *os;
824         int64_t refcount;
825         uint32_t dbufs;
826
827         /*
828          * The dnode is on the objset's list of known dnodes if the objset
829          * pointer is valid. We set the low bit of the objset pointer when
830          * freeing the dnode to invalidate it, and the memory patterns written
831          * by kmem (baddcafe and deadbeef) set at least one of the two low bits.
832          * A newly created dnode sets the objset pointer last of all to indicate
833          * that the dnode is known and in a valid state to be moved by this
834          * function.
835          */
836         os = odn->dn_objset;
837         if (!POINTER_IS_VALID(os)) {
838                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_invalid);
839                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
840         }
841
842         /*
843          * Ensure that the objset does not go away during the move.
844          */
845         rw_enter(&os_lock, RW_WRITER);
846         if (os != odn->dn_objset) {
847                 rw_exit(&os_lock);
848                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_recheck1);
849                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
850         }
851
852         /*
853          * If the dnode is still valid, then so is the objset. We know that no
854          * valid objset can be freed while we hold os_lock, so we can safely
855          * ensure that the objset remains in use.
856          */
857         mutex_enter(&os->os_lock);
858
859         /*
860          * Recheck the objset pointer in case the dnode was removed just before
861          * acquiring the lock.
862          */
863         if (os != odn->dn_objset) {
864                 mutex_exit(&os->os_lock);
865                 rw_exit(&os_lock);
866                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_recheck2);
867                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
868         }
869
870         /*
871          * At this point we know that as long as we hold os->os_lock, the dnode
872          * cannot be freed and fields within the dnode can be safely accessed.
873          * The objset listing this dnode cannot go away as long as this dnode is
874          * on its list.
875          */
876         rw_exit(&os_lock);
877         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(odn->dn_object)) {
878                 mutex_exit(&os->os_lock);
879                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_special);
880                 return (KMEM_CBRC_NO);
881         }
882         ASSERT(odn->dn_dbuf != NULL); /* only "special" dnodes have no parent */
883
884         /*
885          * Lock the dnode handle to prevent the dnode from obtaining any new
886          * holds. This also prevents the descendant dbufs and the bonus dbuf
887          * from accessing the dnode, so that we can discount their holds. The
888          * handle is safe to access because we know that while the dnode cannot
889          * go away, neither can its handle. Once we hold dnh_zrlock, we can
890          * safely move any dnode referenced only by dbufs.
891          */
892         if (!zrl_tryenter(&odn->dn_handle->dnh_zrlock)) {
893                 mutex_exit(&os->os_lock);
894                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_handle);
895                 return (KMEM_CBRC_LATER);
896         }
897
898         /*
899          * Ensure a consistent view of the dnode's holds and the dnode's dbufs.
900          * We need to guarantee that there is a hold for every dbuf in order to
901          * determine whether the dnode is actively referenced. Falsely matching
902          * a dbuf to an active hold would lead to an unsafe move. It's possible
903          * that a thread already having an active dnode hold is about to add a
904          * dbuf, and we can't compare hold and dbuf counts while the add is in
905          * progress.
906          */
907         if (!rw_tryenter(&odn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER)) {
908                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
909                 mutex_exit(&os->os_lock);
910                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_rwlock);
911                 return (KMEM_CBRC_LATER);
912         }
913
914         /*
915          * A dbuf may be removed (evicted) without an active dnode hold. In that
916          * case, the dbuf count is decremented under the handle lock before the
917          * dbuf's hold is released. This order ensures that if we count the hold
918          * after the dbuf is removed but before its hold is released, we will
919          * treat the unmatched hold as active and exit safely. If we count the
920          * hold before the dbuf is removed, the hold is discounted, and the
921          * removal is blocked until the move completes.
922          */
923         refcount = refcount_count(&odn->dn_holds);
924         ASSERT(refcount >= 0);
925         dbufs = odn->dn_dbufs_count;
926
927         /* We can't have more dbufs than dnode holds. */
928         ASSERT3U(dbufs, <=, refcount);
929         DTRACE_PROBE3(dnode__move, dnode_t *, odn, int64_t, refcount,
930             uint32_t, dbufs);
931
932         if (refcount > dbufs) {
933                 rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
934                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
935                 mutex_exit(&os->os_lock);
936                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_active);
937                 return (KMEM_CBRC_LATER);
938         }
939
940         rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
941
942         /*
943          * At this point we know that anyone with a hold on the dnode is not
944          * actively referencing it. The dnode is known and in a valid state to
945          * move. We're holding the locks needed to execute the critical section.
946          */
947         dnode_move_impl(odn, ndn);
948
949         list_link_replace(&odn->dn_link, &ndn->dn_link);
950         /* If the dnode was safe to move, the refcount cannot have changed. */
951         ASSERT(refcount == refcount_count(&ndn->dn_holds));
952         ASSERT(dbufs == ndn->dn_dbufs_count);
953         zrl_exit(&ndn->dn_handle->dnh_zrlock); /* handle has moved */
954         mutex_exit(&os->os_lock);
955
956         return (KMEM_CBRC_YES);
957 }
958 #endif  /* _KERNEL */
959 #endif  /* sun */
960
961 void
962 dnode_special_close(dnode_handle_t *dnh)
963 {
964         dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
965
966         /*
967          * Wait for final references to the dnode to clear.  This can
968          * only happen if the arc is asyncronously evicting state that
969          * has a hold on this dnode while we are trying to evict this
970          * dnode.
971          */
972         while (refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
973                 delay(1);
974         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
975         dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
976         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
977         dnh->dnh_dnode = NULL;
978 }
979
980 dnode_t *
981 dnode_special_open(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object,
982     dnode_handle_t *dnh)
983 {
984         dnode_t *dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object, dnh);
985         dnh->dnh_dnode = dn;
986         zrl_init(&dnh->dnh_zrlock);
987         DNODE_VERIFY(dn);
988         return (dn);
989 }
990
991 static void
992 dnode_buf_pageout(dmu_buf_t *db, void *arg)
993 {
994         dnode_children_t *children_dnodes = arg;
995         int i;
996         int epb = db->db_size >> DNODE_SHIFT;
997
998         ASSERT(epb == children_dnodes->dnc_count);
999
1000         for (i = 0; i < epb; i++) {
1001                 dnode_handle_t *dnh = &children_dnodes->dnc_children[i];
1002                 dnode_t *dn;
1003
1004                 /*
1005                  * The dnode handle lock guards against the dnode moving to
1006                  * another valid address, so there is no need here to guard
1007                  * against changes to or from NULL.
1008                  */
1009                 if (dnh->dnh_dnode == NULL) {
1010                         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1011                         continue;
1012                 }
1013
1014                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1015                 dn = dnh->dnh_dnode;
1016                 /*
1017                  * If there are holds on this dnode, then there should
1018                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
1019                  * it wouldn't be eligible for eviction and this function
1020                  * would not have been called.
1021                  */
1022                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
1023                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
1024
1025                 dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
1026                 zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1027                 dnh->dnh_dnode = NULL;
1028         }
1029         kmem_free(children_dnodes, sizeof (dnode_children_t) +
1030             epb * sizeof (dnode_handle_t));
1031 }
1032
1033 /*
1034  * errors:
1035  * EINVAL - invalid object number.
1036  * EIO - i/o error.
1037  * succeeds even for free dnodes.
1038  */
1039 int
1040 dnode_hold_impl(objset_t *os, uint64_t object, int flag,
1041     void *tag, dnode_t **dnp)
1042 {
1043         int epb, idx, err;
1044         int drop_struct_lock = FALSE;
1045         int type;
1046         uint64_t blk;
1047         dnode_t *mdn, *dn;
1048         dmu_buf_impl_t *db;
1049         dnode_children_t *children_dnodes;
1050         dnode_handle_t *dnh;
1051
1052         /*
1053          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
1054          * be asking the DMU to do *anything* unless it's the root pool
1055          * which may require us to read from the root filesystem while
1056          * holding some (not all) of the locks as writer.
1057          */
1058         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0 ||
1059             (spa_is_root(os->os_spa) &&
1060             spa_config_held(os->os_spa, SCL_STATE, RW_WRITER)));
1061
1062         if (object == DMU_USERUSED_OBJECT || object == DMU_GROUPUSED_OBJECT) {
1063                 dn = (object == DMU_USERUSED_OBJECT) ?
1064                     DMU_USERUSED_DNODE(os) : DMU_GROUPUSED_DNODE(os);
1065                 if (dn == NULL)
1066                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1067                 type = dn->dn_type;
1068                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE)
1069                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1070                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)
1071                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1072                 DNODE_VERIFY(dn);
1073                 (void) refcount_add(&dn->dn_holds, tag);
1074                 *dnp = dn;
1075                 return (0);
1076         }
1077
1078         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
1079                 return (SET_ERROR(EINVAL));
1080
1081         mdn = DMU_META_DNODE(os);
1082         ASSERT(mdn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1083
1084         DNODE_VERIFY(mdn);
1085
1086         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
1087                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1088                 drop_struct_lock = TRUE;
1089         }
1090
1091         blk = dbuf_whichblock(mdn, object * sizeof (dnode_phys_t));
1092
1093         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
1094         if (drop_struct_lock)
1095                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
1096         if (db == NULL)
1097                 return (SET_ERROR(EIO));
1098         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL);
1099         if (err) {
1100                 dbuf_rele(db, FTAG);
1101                 return (err);
1102         }
1103
1104         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
1105         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1106
1107         idx = object & (epb-1);
1108
1109         ASSERT(DB_DNODE(db)->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1110         children_dnodes = dmu_buf_get_user(&db->db);
1111         if (children_dnodes == NULL) {
1112                 int i;
1113                 dnode_children_t *winner;
1114                 children_dnodes = kmem_zalloc(sizeof (dnode_children_t) +
1115                     epb * sizeof (dnode_handle_t), KM_SLEEP);
1116                 children_dnodes->dnc_count = epb;
1117                 dnh = &children_dnodes->dnc_children[0];
1118                 for (i = 0; i < epb; i++) {
1119                         zrl_init(&dnh[i].dnh_zrlock);
1120                         dnh[i].dnh_dnode = NULL;
1121                 }
1122                 if (winner = dmu_buf_set_user(&db->db, children_dnodes,
1123                     dnode_buf_pageout)) {
1124
1125                         for (i = 0; i < epb; i++) {
1126                                 zrl_destroy(&dnh[i].dnh_zrlock);
1127                         }
1128
1129                         kmem_free(children_dnodes, sizeof (dnode_children_t) +
1130                             epb * sizeof (dnode_handle_t));
1131                         children_dnodes = winner;
1132                 }
1133         }
1134         ASSERT(children_dnodes->dnc_count == epb);
1135
1136         dnh = &children_dnodes->dnc_children[idx];
1137         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1138         if ((dn = dnh->dnh_dnode) == NULL) {
1139                 dnode_phys_t *phys = (dnode_phys_t *)db->db.db_data+idx;
1140                 dnode_t *winner;
1141
1142                 dn = dnode_create(os, phys, db, object, dnh);
1143                 winner = atomic_cas_ptr(&dnh->dnh_dnode, NULL, dn);
1144                 if (winner != NULL) {
1145                         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1146                         dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
1147                         dn = winner;
1148                 }
1149         }
1150
1151         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1152         type = dn->dn_type;
1153         if (dn->dn_free_txg ||
1154             ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE) ||
1155             ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) &&
1156             (type != DMU_OT_NONE || !refcount_is_zero(&dn->dn_holds)))) {
1157                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1158                 zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1159                 dbuf_rele(db, FTAG);
1160                 return (type == DMU_OT_NONE ? ENOENT : EEXIST);
1161         }
1162         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1163
1164         if (refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
1165                 dbuf_add_ref(db, dnh);
1166         /* Now we can rely on the hold to prevent the dnode from moving. */
1167         zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1168
1169         DNODE_VERIFY(dn);
1170         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
1171         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
1172         dbuf_rele(db, FTAG);
1173
1174         *dnp = dn;
1175         return (0);
1176 }
1177
1178 /*
1179  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
1180  */
1181 int
1182 dnode_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dnode_t **dnp)
1183 {
1184         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, tag, dnp));
1185 }
1186
1187 /*
1188  * Can only add a reference if there is already at least one
1189  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
1190  * new reference.
1191  */
1192 boolean_t
1193 dnode_add_ref(dnode_t *dn, void *tag)
1194 {
1195         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1196         if (refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
1197                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1198                 return (FALSE);
1199         }
1200         VERIFY(1 < refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
1201         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1202         return (TRUE);
1203 }
1204
1205 void
1206 dnode_rele(dnode_t *dn, void *tag)
1207 {
1208         uint64_t refs;
1209         /* Get while the hold prevents the dnode from moving. */
1210         dmu_buf_impl_t *db = dn->dn_dbuf;
1211         dnode_handle_t *dnh = dn->dn_handle;
1212
1213         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1214         refs = refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
1215         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1216
1217         /*
1218          * It's unsafe to release the last hold on a dnode by dnode_rele() or
1219          * indirectly by dbuf_rele() while relying on the dnode handle to
1220          * prevent the dnode from moving, since releasing the last hold could
1221          * result in the dnode's parent dbuf evicting its dnode handles. For
1222          * that reason anyone calling dnode_rele() or dbuf_rele() without some
1223          * other direct or indirect hold on the dnode must first drop the dnode
1224          * handle.
1225          */
1226         ASSERT(refs > 0 || dnh->dnh_zrlock.zr_owner != curthread);
1227
1228         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
1229         if (refs == 0 && db != NULL) {
1230                 /*
1231                  * Another thread could add a hold to the dnode handle in
1232                  * dnode_hold_impl() while holding the parent dbuf. Since the
1233                  * hold on the parent dbuf prevents the handle from being
1234                  * destroyed, the hold on the handle is OK. We can't yet assert
1235                  * that the handle has zero references, but that will be
1236                  * asserted anyway when the handle gets destroyed.
1237                  */
1238                 dbuf_rele(db, dnh);
1239         }
1240 }
1241
1242 void
1243 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1244 {
1245         objset_t *os = dn->dn_objset;
1246         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1247
1248         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
1249                 dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1250                 return;
1251         }
1252
1253         DNODE_VERIFY(dn);
1254
1255 #ifdef ZFS_DEBUG
1256         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1257         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
1258         ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg);
1259         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1260 #endif
1261
1262         /*
1263          * Determine old uid/gid when necessary
1264          */
1265         dmu_objset_userquota_get_ids(dn, B_TRUE, tx);
1266
1267         mutex_enter(&os->os_lock);
1268
1269         /*
1270          * If we are already marked dirty, we're done.
1271          */
1272         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
1273                 mutex_exit(&os->os_lock);
1274                 return;
1275         }
1276
1277         ASSERT(!refcount_is_zero(&dn->dn_holds) ||
1278             !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
1279         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
1280         ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[txg&TXG_MASK]);
1281         ASSERT0(dn->dn_next_blksz[txg&TXG_MASK]);
1282         ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[txg&TXG_MASK]);
1283
1284         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
1285             dn->dn_object, txg);
1286
1287         if (dn->dn_free_txg > 0 && dn->dn_free_txg <= txg) {
1288                 list_insert_tail(&os->os_free_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
1289         } else {
1290                 list_insert_tail(&os->os_dirty_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
1291         }
1292
1293         mutex_exit(&os->os_lock);
1294
1295         /*
1296          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
1297          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
1298          * dbuf maintains a hold on the dnode.  When the last child
1299          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
1300          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
1301          * dnode will hang around after we finish processing its
1302          * children.
1303          */
1304         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
1305
1306         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
1307
1308         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1309 }
1310
1311 void
1312 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1313 {
1314         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1315
1316         dprintf("dn=%p txg=%llu\n", dn, tx->tx_txg);
1317
1318         /* we should be the only holder... hopefully */
1319         /* ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), ==, 1); */
1320
1321         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1322         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
1323                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1324                 return;
1325         }
1326         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
1327         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1328
1329         /*
1330          * If the dnode is already dirty, it needs to be moved from
1331          * the dirty list to the free list.
1332          */
1333         mutex_enter(&dn->dn_objset->os_lock);
1334         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txgoff])) {
1335                 list_remove(&dn->dn_objset->os_dirty_dnodes[txgoff], dn);
1336                 list_insert_tail(&dn->dn_objset->os_free_dnodes[txgoff], dn);
1337                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
1338         } else {
1339                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
1340                 dnode_setdirty(dn, tx);
1341         }
1342 }
1343
1344 /*
1345  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
1346  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
1347  */
1348 int
1349 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
1350 {
1351         dmu_buf_impl_t *db;
1352         int err;
1353
1354         ASSERT3U(size, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
1355         if (size == 0)
1356                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
1357         else
1358                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
1359
1360         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
1361                 ibs = 0;
1362
1363         if (size >> SPA_MINBLOCKSHIFT == dn->dn_datablkszsec && ibs == 0)
1364                 return (0);
1365
1366         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1367
1368         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
1369         if (dn->dn_maxblkid != 0)
1370                 goto fail;
1371
1372         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1373         for (db = avl_first(&dn->dn_dbufs); db != NULL;
1374             db = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db)) {
1375                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1376                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1377                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1378                         goto fail;
1379                 }
1380         }
1381         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1382
1383         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
1384                 goto fail;
1385
1386         /* resize the old block */
1387         err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FTAG, &db);
1388         if (err == 0)
1389                 dbuf_new_size(db, size, tx);
1390         else if (err != ENOENT)
1391                 goto fail;
1392
1393         dnode_setdblksz(dn, size);
1394         dnode_setdirty(dn, tx);
1395         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = size;
1396         if (ibs) {
1397                 dn->dn_indblkshift = ibs;
1398                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg&TXG_MASK] = ibs;
1399         }
1400         /* rele after we have fixed the blocksize in the dnode */
1401         if (db)
1402                 dbuf_rele(db, FTAG);
1403
1404         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1405         return (0);
1406
1407 fail:
1408         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1409         return (SET_ERROR(ENOTSUP));
1410 }
1411
1412 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
1413 void
1414 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read)
1415 {
1416         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1417         int epbs, new_nlevels;
1418         uint64_t sz;
1419
1420         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1421
1422         ASSERT(have_read ?
1423             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
1424             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1425
1426         /*
1427          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
1428          * before upgrading to a write-lock.
1429          */
1430         if (have_read) {
1431                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
1432                         return;
1433
1434                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1435                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1436                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1437                 }
1438         }
1439
1440         if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
1441                 goto out;
1442
1443         dn->dn_maxblkid = blkid;
1444
1445         /*
1446          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
1447          */
1448         new_nlevels = 1;
1449         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1450         for (sz = dn->dn_nblkptr;
1451             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
1452                 new_nlevels++;
1453
1454         if (new_nlevels > dn->dn_nlevels) {
1455                 int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
1456                 dmu_buf_impl_t *db;
1457                 list_t *list;
1458                 dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
1459
1460                 dn->dn_nlevels = new_nlevels;
1461
1462                 ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
1463                 dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
1464
1465                 /* dirty the left indirects */
1466                 db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
1467                 ASSERT(db != NULL);
1468                 new = dbuf_dirty(db, tx);
1469                 dbuf_rele(db, FTAG);
1470
1471                 /* transfer the dirty records to the new indirect */
1472                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1473                 mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
1474                 list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
1475                 for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
1476                         dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1477                         if (dr->dr_dbuf->db_level != new_nlevels-1 &&
1478                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1479                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1480                                 ASSERT(dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels-1);
1481                                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1482                                 list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
1483                                 dr->dr_parent = new;
1484                         }
1485                 }
1486                 mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
1487                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1488         }
1489
1490 out:
1491         if (have_read)
1492                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
1493 }
1494
1495 static void
1496 dnode_dirty_l1(dnode_t *dn, uint64_t l1blkid, dmu_tx_t *tx)
1497 {
1498         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dn, 1, l1blkid, FTAG);
1499         if (db != NULL) {
1500                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1501                 dbuf_rele(db, FTAG);
1502         }
1503 }
1504
1505 void
1506 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
1507 {
1508         dmu_buf_impl_t *db;
1509         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
1510         int blksz, blkshift, head, tail;
1511         int trunc = FALSE;
1512         int epbs;
1513
1514         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1515         blksz = dn->dn_datablksz;
1516         blkshift = dn->dn_datablkshift;
1517         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1518
1519         if (len == DMU_OBJECT_END) {
1520                 len = UINT64_MAX - off;
1521                 trunc = TRUE;
1522         }
1523
1524         /*
1525          * First, block align the region to free:
1526          */
1527         if (ISP2(blksz)) {
1528                 head = P2NPHASE(off, blksz);
1529                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
1530                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1531                         goto out;
1532         } else {
1533                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
1534                 if (off == 0 && len >= blksz) {
1535                         /*
1536                          * Freeing the whole block; fast-track this request.
1537                          * Note that we won't dirty any indirect blocks,
1538                          * which is fine because we will be freeing the entire
1539                          * file and thus all indirect blocks will be freed
1540                          * by free_children().
1541                          */
1542                         blkid = 0;
1543                         nblks = 1;
1544                         goto done;
1545                 } else if (off >= blksz) {
1546                         /* Freeing past end-of-data */
1547                         goto out;
1548                 } else {
1549                         /* Freeing part of the block. */
1550                         head = blksz - off;
1551                         ASSERT3U(head, >, 0);
1552                 }
1553                 blkoff = off;
1554         }
1555         /* zero out any partial block data at the start of the range */
1556         if (head) {
1557                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
1558                 if (len < head)
1559                         head = len;
1560                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off), TRUE,
1561                     FTAG, &db) == 0) {
1562                         caddr_t data;
1563
1564                         /* don't dirty if it isn't on disk and isn't dirty */
1565                         if (db->db_last_dirty ||
1566                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1567                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1568                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1569                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1570                                 data = db->db.db_data;
1571                                 bzero(data + blkoff, head);
1572                         }
1573                         dbuf_rele(db, FTAG);
1574                 }
1575                 off += head;
1576                 len -= head;
1577         }
1578
1579         /* If the range was less than one block, we're done */
1580         if (len == 0)
1581                 goto out;
1582
1583         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
1584         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1585                 goto out;
1586
1587         ASSERT(ISP2(blksz));
1588         if (trunc)
1589                 tail = 0;
1590         else
1591                 tail = P2PHASE(len, blksz);
1592
1593         ASSERT0(P2PHASE(off, blksz));
1594         /* zero out any partial block data at the end of the range */
1595         if (tail) {
1596                 if (len < tail)
1597                         tail = len;
1598                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off+len),
1599                     TRUE, FTAG, &db) == 0) {
1600                         /* don't dirty if not on disk and not dirty */
1601                         if (db->db_last_dirty ||
1602                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1603                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1604                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1605                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1606                                 bzero(db->db.db_data, tail);
1607                         }
1608                         dbuf_rele(db, FTAG);
1609                 }
1610                 len -= tail;
1611         }
1612
1613         /* If the range did not include a full block, we are done */
1614         if (len == 0)
1615                 goto out;
1616
1617         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
1618         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
1619         blkid = off >> blkshift;
1620         nblks = len >> blkshift;
1621         if (trunc)
1622                 nblks += 1;
1623
1624         /*
1625          * Dirty all the indirect blocks in this range.  Note that only
1626          * the first and last indirect blocks can actually be written
1627          * (if they were partially freed) -- they must be dirtied, even if
1628          * they do not exist on disk yet.  The interior blocks will
1629          * be freed by free_children(), so they will not actually be written.
1630          * Even though these interior blocks will not be written, we
1631          * dirty them for two reasons:
1632          *
1633          *  - It ensures that the indirect blocks remain in memory until
1634          *    syncing context.  (They have already been prefetched by
1635          *    dmu_tx_hold_free(), so we don't have to worry about reading
1636          *    them serially here.)
1637          *
1638          *  - The dirty space accounting will put pressure on the txg sync
1639          *    mechanism to begin syncing, and to delay transactions if there
1640          *    is a large amount of freeing.  Even though these indirect
1641          *    blocks will not be written, we could need to write the same
1642          *    amount of space if we copy the freed BPs into deadlists.
1643          */
1644         if (dn->dn_nlevels > 1) {
1645                 uint64_t first, last;
1646
1647                 first = blkid >> epbs;
1648                 dnode_dirty_l1(dn, first, tx);
1649                 if (trunc)
1650                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
1651                 else
1652                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
1653                 if (last != first)
1654                         dnode_dirty_l1(dn, last, tx);
1655
1656                 int shift = dn->dn_datablkshift + dn->dn_indblkshift -
1657                     SPA_BLKPTRSHIFT;
1658                 for (uint64_t i = first + 1; i < last; i++) {
1659                         /*
1660                          * Set i to the blockid of the next non-hole
1661                          * level-1 indirect block at or after i.  Note
1662                          * that dnode_next_offset() operates in terms of
1663                          * level-0-equivalent bytes.
1664                          */
1665                         uint64_t ibyte = i << shift;
1666                         int err = dnode_next_offset(dn, DNODE_FIND_HAVELOCK,
1667                             &ibyte, 2, 1, 0);
1668                         i = ibyte >> shift;
1669                         if (i >= last)
1670                                 break;
1671
1672                         /*
1673                          * Normally we should not see an error, either
1674                          * from dnode_next_offset() or dbuf_hold_level()
1675                          * (except for ESRCH from dnode_next_offset).
1676                          * If there is an i/o error, then when we read
1677                          * this block in syncing context, it will use
1678                          * ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, and thus hang/panic according
1679                          * to the "failmode" property.  dnode_next_offset()
1680                          * doesn't have a flag to indicate MUSTSUCCEED.
1681                          */
1682                         if (err != 0)
1683                                 break;
1684
1685                         dnode_dirty_l1(dn, i, tx);
1686                 }
1687         }
1688
1689 done:
1690         /*
1691          * Add this range to the dnode range list.
1692          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
1693          */
1694         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1695         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1696         if (dn->dn_free_ranges[txgoff] == NULL) {
1697                 dn->dn_free_ranges[txgoff] =
1698                     range_tree_create(NULL, NULL, &dn->dn_mtx);
1699         }
1700         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
1701         range_tree_add(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
1702         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
1703             blkid, nblks, tx->tx_txg);
1704         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1705
1706         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
1707         dnode_setdirty(dn, tx);
1708 out:
1709
1710         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1711 }
1712
1713 static boolean_t
1714 dnode_spill_freed(dnode_t *dn)
1715 {
1716         int i;
1717
1718         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1719         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1720                 if (dn->dn_rm_spillblk[i] == DN_KILL_SPILLBLK)
1721                         break;
1722         }
1723         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1724         return (i < TXG_SIZE);
1725 }
1726
1727 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
1728 uint64_t
1729 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
1730 {
1731         void *dp = spa_get_dsl(dn->dn_objset->os_spa);
1732         int i;
1733
1734         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID)
1735                 return (FALSE);
1736
1737         /*
1738          * If we're in the process of opening the pool, dp will not be
1739          * set yet, but there shouldn't be anything dirty.
1740          */
1741         if (dp == NULL)
1742                 return (FALSE);
1743
1744         if (dn->dn_free_txg)
1745                 return (TRUE);
1746
1747         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1748                 return (dnode_spill_freed(dn));
1749
1750         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1751         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1752                 if (dn->dn_free_ranges[i] != NULL &&
1753                     range_tree_contains(dn->dn_free_ranges[i], blkid, 1))
1754                         break;
1755         }
1756         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1757         return (i < TXG_SIZE);
1758 }
1759
1760 /* call from syncing context when we actually write/free space for this dnode */
1761 void
1762 dnode_diduse_space(dnode_t *dn, int64_t delta)
1763 {
1764         uint64_t space;
1765         dprintf_dnode(dn, "dn=%p dnp=%p used=%llu delta=%lld\n",
1766             dn, dn->dn_phys,
1767             (u_longlong_t)dn->dn_phys->dn_used,
1768             (longlong_t)delta);
1769
1770         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1771         space = DN_USED_BYTES(dn->dn_phys);
1772         if (delta > 0) {
1773                 ASSERT3U(space + delta, >=, space); /* no overflow */
1774         } else {
1775                 ASSERT3U(space, >=, -delta); /* no underflow */
1776         }
1777         space += delta;
1778         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_DNODE_BYTES) {
1779                 ASSERT((dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) == 0);
1780                 ASSERT0(P2PHASE(space, 1<<DEV_BSHIFT));
1781                 dn->dn_phys->dn_used = space >> DEV_BSHIFT;
1782         } else {
1783                 dn->dn_phys->dn_used = space;
1784                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_USED_BYTES;
1785         }
1786         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1787 }
1788
1789 /*
1790  * Call when we think we're going to write/free space in open context to track
1791  * the amount of memory in use by the currently open txg.
1792  */
1793 void
1794 dnode_willuse_space(dnode_t *dn, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
1795 {
1796         objset_t *os = dn->dn_objset;
1797         dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
1798         int64_t aspace = spa_get_asize(os->os_spa, space);
1799
1800         if (ds != NULL) {
1801                 dsl_dir_willuse_space(ds->ds_dir, aspace, tx);
1802                 dsl_pool_dirty_space(dmu_tx_pool(tx), space, tx);
1803         }
1804
1805         dmu_tx_willuse_space(tx, aspace);
1806 }
1807
1808 /*
1809  * Scans a block at the indicated "level" looking for a hole or data,
1810  * depending on 'flags'.
1811  *
1812  * If level > 0, then we are scanning an indirect block looking at its
1813  * pointers.  If level == 0, then we are looking at a block of dnodes.
1814  *
1815  * If we don't find what we are looking for in the block, we return ESRCH.
1816  * Otherwise, return with *offset pointing to the beginning (if searching
1817  * forwards) or end (if searching backwards) of the range covered by the
1818  * block pointer we matched on (or dnode).
1819  *
1820  * The basic search algorithm used below by dnode_next_offset() is to
1821  * use this function to search up the block tree (widen the search) until
1822  * we find something (i.e., we don't return ESRCH) and then search back
1823  * down the tree (narrow the search) until we reach our original search
1824  * level.
1825  */
1826 static int
1827 dnode_next_offset_level(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1828         int lvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1829 {
1830         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
1831         void *data = NULL;
1832         uint64_t epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1833         uint64_t epb = 1ULL << epbs;
1834         uint64_t minfill, maxfill;
1835         boolean_t hole;
1836         int i, inc, error, span;
1837
1838         dprintf("probing object %llu offset %llx level %d of %u\n",
1839             dn->dn_object, *offset, lvl, dn->dn_phys->dn_nlevels);
1840
1841         hole = ((flags & DNODE_FIND_HOLE) != 0);
1842         inc = (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS) ? -1 : 1;
1843         ASSERT(txg == 0 || !hole);
1844
1845         if (lvl == dn->dn_phys->dn_nlevels) {
1846                 error = 0;
1847                 epb = dn->dn_phys->dn_nblkptr;
1848                 data = dn->dn_phys->dn_blkptr;
1849         } else {
1850                 uint64_t blkid = dbuf_whichblock(dn, *offset) >> (epbs * lvl);
1851                 error = dbuf_hold_impl(dn, lvl, blkid, TRUE, FTAG, &db);
1852                 if (error) {
1853                         if (error != ENOENT)
1854                                 return (error);
1855                         if (hole)
1856                                 return (0);
1857                         /*
1858                          * This can only happen when we are searching up
1859                          * the block tree for data.  We don't really need to
1860                          * adjust the offset, as we will just end up looking
1861                          * at the pointer to this block in its parent, and its
1862                          * going to be unallocated, so we will skip over it.
1863                          */
1864                         return (SET_ERROR(ESRCH));
1865                 }
1866                 error = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL | DB_RF_HAVESTRUCT);
1867                 if (error) {
1868                         dbuf_rele(db, FTAG);
1869                         return (error);
1870                 }
1871                 data = db->db.db_data;
1872         }
1873
1874
1875         if (db != NULL && txg != 0 && (db->db_blkptr == NULL ||
1876             db->db_blkptr->blk_birth <= txg ||
1877             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1878                 /*
1879                  * This can only happen when we are searching up the tree
1880                  * and these conditions mean that we need to keep climbing.
1881                  */
1882                 error = SET_ERROR(ESRCH);
1883         } else if (lvl == 0) {
1884                 dnode_phys_t *dnp = data;
1885                 span = DNODE_SHIFT;
1886                 ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1887
1888                 for (i = (*offset >> span) & (blkfill - 1);
1889                     i >= 0 && i < blkfill; i += inc) {
1890                         if ((dnp[i].dn_type == DMU_OT_NONE) == hole)
1891                                 break;
1892                         *offset += (1ULL << span) * inc;
1893                 }
1894                 if (i < 0 || i == blkfill)
1895                         error = SET_ERROR(ESRCH);
1896         } else {
1897                 blkptr_t *bp = data;
1898                 uint64_t start = *offset;
1899                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
1900                 minfill = 0;
1901                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
1902
1903                 if (hole)
1904                         maxfill--;
1905                 else
1906                         minfill++;
1907
1908                 *offset = *offset >> span;
1909                 for (i = BF64_GET(*offset, 0, epbs);
1910                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
1911                         if (BP_GET_FILL(&bp[i]) >= minfill &&
1912                             BP_GET_FILL(&bp[i]) <= maxfill &&
1913                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
1914                                 break;
1915                         if (inc > 0 || *offset > 0)
1916                                 *offset += inc;
1917                 }
1918                 *offset = *offset << span;
1919                 if (inc < 0) {
1920                         /* traversing backwards; position offset at the end */
1921                         ASSERT3U(*offset, <=, start);
1922                         *offset = MIN(*offset + (1ULL << span) - 1, start);
1923                 } else if (*offset < start) {
1924                         *offset = start;
1925                 }
1926                 if (i < 0 || i >= epb)
1927                         error = SET_ERROR(ESRCH);
1928         }
1929
1930         if (db)
1931                 dbuf_rele(db, FTAG);
1932
1933         return (error);
1934 }
1935
1936 /*
1937  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
1938  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
1939  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
1940  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
1941  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
1942  *
1943  * Examples:
1944  *
1945  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
1946  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
1947  *      Used in dmu_offset_next().
1948  *
1949  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
1950  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
1951  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
1952  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
1953  *      Used in dmu_object_next().
1954  *
1955  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
1956  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
1957  *      Used in dmu_object_alloc().
1958  */
1959 int
1960 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1961     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1962 {
1963         uint64_t initial_offset = *offset;
1964         int lvl, maxlvl;
1965         int error = 0;
1966
1967         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1968                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1969
1970         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
1971                 error = SET_ERROR(ESRCH);
1972                 goto out;
1973         }
1974
1975         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
1976                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
1977                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
1978                                 *offset = dn->dn_datablksz;
1979                 } else {
1980                         error = SET_ERROR(ESRCH);
1981                 }
1982                 goto out;
1983         }
1984
1985         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
1986
1987         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
1988                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1989                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1990                 if (error != ESRCH)
1991                         break;
1992         }
1993
1994         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
1995                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1996                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1997         }
1998
1999         /*
2000          * There's always a "virtual hole" at the end of the object, even
2001          * if all BP's which physically exist are non-holes.
2002          */
2003         if ((flags & DNODE_FIND_HOLE) && error == ESRCH && txg == 0 &&
2004             minlvl == 1 && blkfill == 1 && !(flags & DNODE_FIND_BACKWARDS)) {
2005                 error = 0;
2006         }
2007
2008         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
2009             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
2010                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2011 out:
2012         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
2013                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2014
2015         return (error);
2016 }