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 2008 Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
  23  * Use is subject to license terms.
  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
  39 static int free_range_compar(const void *node1, const void *node2);
  40
  41 static kmem_cache_t *dnode_cache;
  42
  43 static dnode_phys_t dnode_phys_zero;
  44
  45 int zfs_default_bs = SPA_MINBLOCKSHIFT;
  46 int zfs_default_ibs = DN_MAX_INDBLKSHIFT;
  47
  48 /* ARGSUSED */
  49 static int
  50 dnode_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
  51 {
  52         int i;
  53         dnode_t *dn = arg;
  54         bzero(dn, sizeof (dnode_t));
  55
  56         cv_init(&dn->dn_notxholds, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
  57         rw_init(&dn->dn_struct_rwlock, NULL, RW_DEFAULT, NULL);
  58         mutex_init(&dn->dn_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
  59         mutex_init(&dn->dn_dbufs_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
  60         refcount_create(&dn->dn_holds);
  61         refcount_create(&dn->dn_tx_holds);
  62
  63         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
  64                 avl_create(&dn->dn_ranges[i], free_range_compar,
  65                     sizeof (free_range_t),
  66                     offsetof(struct free_range, fr_node));
  67                 list_create(&dn->dn_dirty_records[i],
  68                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
  69                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
  70         }
  71
  72         list_create(&dn->dn_dbufs, sizeof (dmu_buf_impl_t),
  73             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
  74
  75         return (0);
  76 }
  77
  78 /* ARGSUSED */
  79 static void
  80 dnode_dest(void *arg, void *unused)
  81 {
  82         int i;
  83         dnode_t *dn = arg;
  84
  85         cv_destroy(&dn->dn_notxholds);
  86         rw_destroy(&dn->dn_struct_rwlock);
  87         mutex_destroy(&dn->dn_mtx);
  88         mutex_destroy(&dn->dn_dbufs_mtx);
  89         refcount_destroy(&dn->dn_holds);
  90         refcount_destroy(&dn->dn_tx_holds);
  91
  92         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
  93                 avl_destroy(&dn->dn_ranges[i]);
  94                 list_destroy(&dn->dn_dirty_records[i]);
  95         }
  96
  97         list_destroy(&dn->dn_dbufs);
  98 }
  99
 100 void
 101 dnode_init(void)
 102 {
 103         dnode_cache = kmem_cache_create("dnode_t",
 104             sizeof (dnode_t),
 105             0, dnode_cons, dnode_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
 106 }
 107
 108 void
 109 dnode_fini(void)
 110 {
 111         kmem_cache_destroy(dnode_cache);
 112 }
 113
 114
 115 #ifdef ZFS_DEBUG
 116 void
 117 dnode_verify(dnode_t *dn)
 118 {
 119         int drop_struct_lock = FALSE;
 120
 121         ASSERT(dn->dn_phys);
 122         ASSERT(dn->dn_objset);
 123
 124         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type < DMU_OT_NUMTYPES);
 125
 126         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DNODE_VERIFY))
 127                 return;
 128
 129         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
 130                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 131                 drop_struct_lock = TRUE;
 132         }
 133         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE || dn->dn_allocated_txg != 0) {
 134                 int i;
 135                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, >=, 0);
 136                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 137                 if (dn->dn_datablkshift) {
 138                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
 139                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 140                         ASSERT3U(1<<dn->dn_datablkshift, ==, dn->dn_datablksz);
 141                 }
 142                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, <=, 30);
 143                 ASSERT3U(dn->dn_type, <=, DMU_OT_NUMTYPES);
 144                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, >=, 1);
 145                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 146                 ASSERT3U(dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 147                 ASSERT3U(dn->dn_datablksz, ==,
 148                     dn->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 149                 ASSERT3U(ISP2(dn->dn_datablksz), ==, dn->dn_datablkshift != 0);
 150                 ASSERT3U((dn->dn_nblkptr - 1) * sizeof (blkptr_t) +
 151                     dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 152                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 153                         ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], <=, dn->dn_nlevels);
 154                 }
 155         }
 156         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE)
 157                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_nlevels, <=, dn->dn_nlevels);
 158         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT || dn->dn_dbuf != NULL);
 159         if (dn->dn_dbuf != NULL) {
 160                 ASSERT3P(dn->dn_phys, ==,
 161                     (dnode_phys_t *)dn->dn_dbuf->db.db_data +
 162                     (dn->dn_object % (dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT)));
 163         }
 164         if (drop_struct_lock)
 165                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 166 }
 167 #endif
 168
 169 void
 170 dnode_byteswap(dnode_phys_t *dnp)
 171 {
 172         uint64_t *buf64 = (void*)&dnp->dn_blkptr;
 173         int i;
 174
 175         if (dnp->dn_type == DMU_OT_NONE) {
 176                 bzero(dnp, sizeof (dnode_phys_t));
 177                 return;
 178         }
 179
 180         dnp->dn_datablkszsec = BSWAP_16(dnp->dn_datablkszsec);
 181         dnp->dn_bonuslen = BSWAP_16(dnp->dn_bonuslen);
 182         dnp->dn_maxblkid = BSWAP_64(dnp->dn_maxblkid);
 183         dnp->dn_used = BSWAP_64(dnp->dn_used);
 184
 185         /*
 186          * dn_nblkptr is only one byte, so it's OK to read it in either
 187          * byte order.  We can't read dn_bouslen.
 188          */
 189         ASSERT(dnp->dn_indblkshift <= SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 190         ASSERT(dnp->dn_nblkptr <= DN_MAX_NBLKPTR);
 191         for (i = 0; i < dnp->dn_nblkptr * sizeof (blkptr_t)/8; i++)
 192                 buf64[i] = BSWAP_64(buf64[i]);
 193
 194         /*
 195          * OK to check dn_bonuslen for zero, because it won't matter if
 196          * we have the wrong byte order.  This is necessary because the
 197          * dnode dnode is smaller than a regular dnode.
 198          */
 199         if (dnp->dn_bonuslen != 0) {
 200                 /*
 201                  * Note that the bonus length calculated here may be
 202                  * longer than the actual bonus buffer.  This is because
 203                  * we always put the bonus buffer after the last block
 204                  * pointer (instead of packing it against the end of the
 205                  * dnode buffer).
 206                  */
 207                 int off = (dnp->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 208                 size_t len = DN_MAX_BONUSLEN - off;
 209                 ASSERT3U(dnp->dn_bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 210                 dmu_ot[dnp->dn_bonustype].ot_byteswap(dnp->dn_bonus + off, len);
 211         }
 212 }
 213
 214 void
 215 dnode_buf_byteswap(void *vbuf, size_t size)
 216 {
 217         dnode_phys_t *buf = vbuf;
 218         int i;
 219
 220         ASSERT3U(sizeof (dnode_phys_t), ==, (1<<DNODE_SHIFT));
 221         ASSERT((size & (sizeof (dnode_phys_t)-1)) == 0);
 222
 223         size >>= DNODE_SHIFT;
 224         for (i = 0; i < size; i++) {
 225                 dnode_byteswap(buf);
 226                 buf++;
 227         }
 228 }
 229
 230 static int
 231 free_range_compar(const void *node1, const void *node2)
 232 {
 233         const free_range_t *rp1 = node1;
 234         const free_range_t *rp2 = node2;
 235
 236         if (rp1->fr_blkid < rp2->fr_blkid)
 237                 return (-1);
 238         else if (rp1->fr_blkid > rp2->fr_blkid)
 239                 return (1);
 240         else return (0);
 241 }
 242
 243 void
 244 dnode_setbonuslen(dnode_t *dn, int newsize, dmu_tx_t *tx)
 245 {
 246         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 247
 248         dnode_setdirty(dn, tx);
 249         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 250         ASSERT3U(newsize, <=, DN_MAX_BONUSLEN -
 251             (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t));
 252         dn->dn_bonuslen = newsize;
 253         if (newsize == 0)
 254                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_ZERO_BONUSLEN;
 255         else
 256                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 257         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 258 }
 259
 260 static void
 261 dnode_setdblksz(dnode_t *dn, int size)
 262 {
 263         ASSERT3U(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE), ==, 0);
 264         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 265         ASSERT3U(size, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 266         ASSERT3U(size >> SPA_MINBLOCKSHIFT, <,
 267             1<<(sizeof (dn->dn_phys->dn_datablkszsec) * 8));
 268         dn->dn_datablksz = size;
 269         dn->dn_datablkszsec = size >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
 270         dn->dn_datablkshift = ISP2(size) ? highbit(size - 1) : 0;
 271 }
 272
 273 static dnode_t *
 274 dnode_create(objset_impl_t *os, dnode_phys_t *dnp, dmu_buf_impl_t *db,
 275     uint64_t object)
 276 {
 277         dnode_t *dn = kmem_cache_alloc(dnode_cache, KM_SLEEP);
 278
 279         dn->dn_objset = os;
 280         dn->dn_object = object;
 281         dn->dn_dbuf = db;
 282         dn->dn_phys = dnp;
 283
 284         if (dnp->dn_datablkszsec)
 285                 dnode_setdblksz(dn, dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 286         dn->dn_indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
 287         dn->dn_nlevels = dnp->dn_nlevels;
 288         dn->dn_type = dnp->dn_type;
 289         dn->dn_nblkptr = dnp->dn_nblkptr;
 290         dn->dn_checksum = dnp->dn_checksum;
 291         dn->dn_compress = dnp->dn_compress;
 292         dn->dn_bonustype = dnp->dn_bonustype;
 293         dn->dn_bonuslen = dnp->dn_bonuslen;
 294         dn->dn_maxblkid = dnp->dn_maxblkid;
 295
 296         dmu_zfetch_init(&dn->dn_zfetch, dn);
 297
 298         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type < DMU_OT_NUMTYPES);
 299         mutex_enter(&os->os_lock);
 300         list_insert_head(&os->os_dnodes, dn);
 301         mutex_exit(&os->os_lock);
 302
 303         arc_space_consume(sizeof (dnode_t));
 304         return (dn);
 305 }
 306
 307 static void
 308 dnode_destroy(dnode_t *dn)
 309 {
 310         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
 311
 312 #ifdef ZFS_DEBUG
 313         int i;
 314
 315         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 316                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 317                 ASSERT(NULL == list_head(&dn->dn_dirty_records[i]));
 318                 ASSERT(0 == avl_numnodes(&dn->dn_ranges[i]));
 319         }
 320         ASSERT(NULL == list_head(&dn->dn_dbufs));
 321 #endif
 322
 323         mutex_enter(&os->os_lock);
 324         list_remove(&os->os_dnodes, dn);
 325         mutex_exit(&os->os_lock);
 326
 327         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
 328                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 329                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 330         }
 331         dmu_zfetch_rele(&dn->dn_zfetch);
 332         if (dn->dn_bonus) {
 333                 mutex_enter(&dn->dn_bonus->db_mtx);
 334                 dbuf_evict(dn->dn_bonus);
 335                 dn->dn_bonus = NULL;
 336         }
 337         kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
 338         arc_space_return(sizeof (dnode_t));
 339 }
 340
 341 void
 342 dnode_allocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize, int ibs,
 343     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
 344 {
 345         int i;
 346
 347         if (blocksize == 0)
 348                 blocksize = 1 << zfs_default_bs;
 349         else if (blocksize > SPA_MAXBLOCKSIZE)
 350                 blocksize = SPA_MAXBLOCKSIZE;
 351         else
 352                 blocksize = P2ROUNDUP(blocksize, SPA_MINBLOCKSIZE);
 353
 354         if (ibs == 0)
 355                 ibs = zfs_default_ibs;
 356
 357         ibs = MIN(MAX(ibs, DN_MIN_INDBLKSHIFT), DN_MAX_INDBLKSHIFT);
 358
 359         dprintf("os=%p obj=%llu txg=%llu blocksize=%d ibs=%d\n", dn->dn_objset,
 360             dn->dn_object, tx->tx_txg, blocksize, ibs);
 361
 362         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 363         ASSERT(bcmp(dn->dn_phys, &dnode_phys_zero, sizeof (dnode_phys_t)) == 0);
 364         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type == DMU_OT_NONE);
 365         ASSERT(ot != DMU_OT_NONE);
 366         ASSERT3U(ot, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 367         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 368             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
 369         ASSERT3U(bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 370         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 371         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 372         ASSERT3U(dn->dn_maxblkid, ==, 0);
 373         ASSERT3U(dn->dn_allocated_txg, ==, 0);
 374         ASSERT3U(dn->dn_assigned_txg, ==, 0);
 375         ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 376         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), <=, 1);
 377         ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dbufs), ==, NULL);
 378
 379         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 380                 ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], ==, 0);
 381                 ASSERT3U(dn->dn_next_indblkshift[i], ==, 0);
 382                 ASSERT3U(dn->dn_next_bonuslen[i], ==, 0);
 383                 ASSERT3U(dn->dn_next_blksz[i], ==, 0);
 384                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 385                 ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dirty_records[i]), ==, NULL);
 386                 ASSERT3U(avl_numnodes(&dn->dn_ranges[i]), ==, 0);
 387         }
 388
 389         dn->dn_type = ot;
 390         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 391         dn->dn_indblkshift = ibs;
 392         dn->dn_nlevels = 1;
 393         dn->dn_nblkptr = 1 + ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
 394         dn->dn_bonustype = bonustype;
 395         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 396         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 397         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 398         dn->dn_dirtyctx = 0;
 399
 400         dn->dn_free_txg = 0;
 401         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
 402                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 403                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 404         }
 405
 406         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 407
 408         dnode_setdirty(dn, tx);
 409         dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
 410         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 411         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_datablksz;
 412 }
 413
 414 void
 415 dnode_reallocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize,
 416     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
 417 {
 418         int i, nblkptr;
 419         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
 420
 421         ASSERT3U(blocksize, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 422         ASSERT3U(blocksize, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 423         ASSERT3U(blocksize % SPA_MINBLOCKSIZE, ==, 0);
 424         ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT || dmu_tx_private_ok(tx));
 425         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
 426         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 427             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
 428         ASSERT3U(bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 429         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 430
 431         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++)
 432                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 433
 434         /* clean up any unreferenced dbufs */
 435         dnode_evict_dbufs(dn);
 436         ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dbufs), ==, NULL);
 437
 438         /*
 439          * XXX I should really have a generation number to tell if we
 440          * need to do this...
 441          */
 442         if (blocksize != dn->dn_datablksz ||
 443             dn->dn_bonustype != bonustype || dn->dn_bonuslen != bonuslen) {
 444                 /* free all old data */
 445                 dnode_free_range(dn, 0, -1ULL, tx);
 446         }
 447
 448         nblkptr = 1 + ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
 449
 450         /* change blocksize */
 451         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 452         if (blocksize != dn->dn_datablksz &&
 453             (!BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
 454             list_head(&dn->dn_dbufs) != NULL)) {
 455                 db = dbuf_hold(dn, 0, FTAG);
 456                 dbuf_new_size(db, blocksize, tx);
 457         }
 458         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 459         dnode_setdirty(dn, tx);
 460         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonuslen;
 461         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = blocksize;
 462         if (dn->dn_nblkptr != nblkptr)
 463                 dn->dn_next_nblkptr[tx->tx_txg&TXG_MASK] = nblkptr;
 464         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 465         if (db)
 466                 dbuf_rele(db, FTAG);
 467
 468         /* change type */
 469         dn->dn_type = ot;
 470
 471         /* change bonus size and type */
 472         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 473         dn->dn_bonustype = bonustype;
 474         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 475         dn->dn_nblkptr = nblkptr;
 476         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 477         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 478         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 479
 480         /* fix up the bonus db_size */
 481         if (dn->dn_bonus) {
 482                 dn->dn_bonus->db.db_size =
 483                     DN_MAX_BONUSLEN - (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 484                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
 485         }
 486
 487         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 488         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 489 }
 490
 491 void
 492 dnode_special_close(dnode_t *dn)
 493 {
 494         /*
 495          * Wait for final references to the dnode to clear.  This can
 496          * only happen if the arc is asyncronously evicting state that
 497          * has a hold on this dnode while we are trying to evict this
 498          * dnode.
 499          */
 500         while (refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
 501                 delay(1);
 502         dnode_destroy(dn);
 503 }
 504
 505 dnode_t *
 506 dnode_special_open(objset_impl_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object)
 507 {
 508         dnode_t *dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object);
 509         DNODE_VERIFY(dn);
 510         return (dn);
 511 }
 512
 513 static void
 514 dnode_buf_pageout(dmu_buf_t *db, void *arg)
 515 {
 516         dnode_t **children_dnodes = arg;
 517         int i;
 518         int epb = db->db_size >> DNODE_SHIFT;
 519
 520         for (i = 0; i < epb; i++) {
 521                 dnode_t *dn = children_dnodes[i];
 522                 int n;
 523
 524                 if (dn == NULL)
 525                         continue;
 526 #ifdef ZFS_DEBUG
 527                 /*
 528                  * If there are holds on this dnode, then there should
 529                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
 530                  * it wouldn't be eligable for eviction and this function
 531                  * would not have been called.
 532                  */
 533                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
 534                 ASSERT(list_head(&dn->dn_dbufs) == NULL);
 535                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 536
 537                 for (n = 0; n < TXG_SIZE; n++)
 538                         ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[n]));
 539 #endif
 540                 children_dnodes[i] = NULL;
 541                 dnode_destroy(dn);
 542         }
 543         kmem_free(children_dnodes, epb * sizeof (dnode_t *));
 544 }
 545
 546 /*
 547  * errors:
 548  * EINVAL - invalid object number.
 549  * EIO - i/o error.
 550  * succeeds even for free dnodes.
 551  */
 552 int
 553 dnode_hold_impl(objset_impl_t *os, uint64_t object, int flag,
 554     void *tag, dnode_t **dnp)
 555 {
 556         int epb, idx, err;
 557         int drop_struct_lock = FALSE;
 558         int type;
 559         uint64_t blk;
 560         dnode_t *mdn, *dn;
 561         dmu_buf_impl_t *db;
 562         dnode_t **children_dnodes;
 563
 564         /*
 565          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
 566          * be asking the DMU to do *anything*.
 567          */
 568         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0);
 569
 570         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
 571                 return (EINVAL);
 572
 573         mdn = os->os_meta_dnode;
 574
 575         DNODE_VERIFY(mdn);
 576
 577         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
 578                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 579                 drop_struct_lock = TRUE;
 580         }
 581
 582         blk = dbuf_whichblock(mdn, object * sizeof (dnode_phys_t));
 583
 584         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
 585         if (drop_struct_lock)
 586                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
 587         if (db == NULL)
 588                 return (EIO);
 589         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL);
 590         if (err) {
 591                 dbuf_rele(db, FTAG);
 592                 return (err);
 593         }
 594
 595         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
 596         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
 597
 598         idx = object & (epb-1);
 599
 600         children_dnodes = dmu_buf_get_user(&db->db);
 601         if (children_dnodes == NULL) {
 602                 dnode_t **winner;
 603                 children_dnodes = kmem_zalloc(epb * sizeof (dnode_t *),
 604                     KM_SLEEP);
 605                 if (winner = dmu_buf_set_user(&db->db, children_dnodes, NULL,
 606                     dnode_buf_pageout)) {
 607                         kmem_free(children_dnodes, epb * sizeof (dnode_t *));
 608                         children_dnodes = winner;
 609                 }
 610         }
 611
 612         if ((dn = children_dnodes[idx]) == NULL) {
 613                 dnode_phys_t *dnp = (dnode_phys_t *)db->db.db_data+idx;
 614                 dnode_t *winner;
 615
 616                 dn = dnode_create(os, dnp, db, object);
 617                 winner = atomic_cas_ptr(&children_dnodes[idx], NULL, dn);
 618                 if (winner != NULL) {
 619                         dnode_destroy(dn);
 620                         dn = winner;
 621                 }
 622         }
 623
 624         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 625         type = dn->dn_type;
 626         if (dn->dn_free_txg ||
 627             ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE) ||
 628             ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)) {
 629                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 630                 dbuf_rele(db, FTAG);
 631                 return (type == DMU_OT_NONE ? ENOENT : EEXIST);
 632         }
 633         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 634
 635         if (refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
 636                 dbuf_add_ref(db, dn);
 637
 638         DNODE_VERIFY(dn);
 639         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
 640         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
 641         dbuf_rele(db, FTAG);
 642
 643         *dnp = dn;
 644         return (0);
 645 }
 646
 647 /*
 648  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
 649  */
 650 int
 651 dnode_hold(objset_impl_t *os, uint64_t object, void *tag, dnode_t **dnp)
 652 {
 653         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, tag, dnp));
 654 }
 655
 656 /*
 657  * Can only add a reference if there is already at least one
 658  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
 659  * new reference.
 660  */
 661 boolean_t
 662 dnode_add_ref(dnode_t *dn, void *tag)
 663 {
 664         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 665         if (refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
 666                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 667                 return (FALSE);
 668         }
 669         VERIFY(1 < refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
 670         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 671         return (TRUE);
 672 }
 673
 674 void
 675 dnode_rele(dnode_t *dn, void *tag)
 676 {
 677         uint64_t refs;
 678
 679         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 680         refs = refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
 681         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 682         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
 683         if (refs == 0 && dn->dn_dbuf)
 684                 dbuf_rele(dn->dn_dbuf, dn);
 685 }
 686
 687 void
 688 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 689 {
 690         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
 691         uint64_t txg = tx->tx_txg;
 692
 693         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT)
 694                 return;
 695
 696         DNODE_VERIFY(dn);
 697
 698 #ifdef ZFS_DEBUG
 699         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 700         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
 701         /* ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg); */
 702         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 703 #endif
 704
 705         mutex_enter(&os->os_lock);
 706
 707         /*
 708          * If we are already marked dirty, we're done.
 709          */
 710         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
 711                 mutex_exit(&os->os_lock);
 712                 return;
 713         }
 714
 715         ASSERT(!refcount_is_zero(&dn->dn_holds) || list_head(&dn->dn_dbufs));
 716         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
 717         ASSERT3U(dn->dn_next_bonuslen[txg&TXG_MASK], ==, 0);
 718         ASSERT3U(dn->dn_next_blksz[txg&TXG_MASK], ==, 0);
 719
 720         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
 721             dn->dn_object, txg);
 722
 723         if (dn->dn_free_txg > 0 && dn->dn_free_txg <= txg) {
 724                 list_insert_tail(&os->os_free_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
 725         } else {
 726                 list_insert_tail(&os->os_dirty_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
 727         }
 728
 729         mutex_exit(&os->os_lock);
 730
 731         /*
 732          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
 733          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
 734          * dbuf maintaines a hold on the dnode.  When the last child
 735          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
 736          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
 737          * dnode will hang around after we finish processing its
 738          * children.
 739          */
 740         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
 741
 742         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
 743
 744         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
 745 }
 746
 747 void
 748 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 749 {
 750         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
 751
 752         dprintf("dn=%p txg=%llu\n", dn, tx->tx_txg);
 753
 754         /* we should be the only holder... hopefully */
 755         /* ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), ==, 1); */
 756
 757         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 758         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
 759                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 760                 return;
 761         }
 762         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
 763         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 764
 765         /*
 766          * If the dnode is already dirty, it needs to be moved from
 767          * the dirty list to the free list.
 768          */
 769         mutex_enter(&dn->dn_objset->os_lock);
 770         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txgoff])) {
 771                 list_remove(&dn->dn_objset->os_dirty_dnodes[txgoff], dn);
 772                 list_insert_tail(&dn->dn_objset->os_free_dnodes[txgoff], dn);
 773                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
 774         } else {
 775                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
 776                 dnode_setdirty(dn, tx);
 777         }
 778 }
 779
 780 /*
 781  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
 782  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
 783  */
 784 int
 785 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
 786 {
 787         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
 788         int err;
 789
 790         if (size == 0)
 791                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
 792         if (size > SPA_MAXBLOCKSIZE)
 793                 size = SPA_MAXBLOCKSIZE;
 794         else
 795                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
 796
 797         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
 798                 ibs = 0;
 799
 800         if (size >> SPA_MINBLOCKSHIFT == dn->dn_datablkszsec && ibs == 0)
 801                 return (0);
 802
 803         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 804
 805         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
 806         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid != 0)
 807                 goto fail;
 808
 809         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
 810         for (db = list_head(&dn->dn_dbufs); db; db = db_next) {
 811                 db_next = list_next(&dn->dn_dbufs, db);
 812
 813                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID) {
 814                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
 815                         goto fail;
 816                 }
 817         }
 818         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
 819
 820         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
 821                 goto fail;
 822
 823         /* resize the old block */
 824         err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FTAG, &db);
 825         if (err == 0)
 826                 dbuf_new_size(db, size, tx);
 827         else if (err != ENOENT)
 828                 goto fail;
 829
 830         dnode_setdblksz(dn, size);
 831         dnode_setdirty(dn, tx);
 832         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = size;
 833         if (ibs) {
 834                 dn->dn_indblkshift = ibs;
 835                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg&TXG_MASK] = ibs;
 836         }
 837         /* rele after we have fixed the blocksize in the dnode */
 838         if (db)
 839                 dbuf_rele(db, FTAG);
 840
 841         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 842         return (0);
 843
 844 fail:
 845         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 846         return (ENOTSUP);
 847 }
 848
 849 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
 850 void
 851 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read)
 852 {
 853         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
 854         int epbs, new_nlevels;
 855         uint64_t sz;
 856
 857         ASSERT(blkid != DB_BONUS_BLKID);
 858
 859         ASSERT(have_read ?
 860             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
 861             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
 862
 863         /*
 864          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
 865          * before upgrading to a write-lock.
 866          */
 867         if (have_read) {
 868                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
 869                         return;
 870
 871                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
 872                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 873                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 874                 }
 875         }
 876
 877         if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
 878                 goto out;
 879
 880         dn->dn_maxblkid = blkid;
 881
 882         /*
 883          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
 884          */
 885         new_nlevels = 1;
 886         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 887         for (sz = dn->dn_nblkptr;
 888             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
 889                 new_nlevels++;
 890
 891         if (new_nlevels > dn->dn_nlevels) {
 892                 int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
 893                 dmu_buf_impl_t *db;
 894                 list_t *list;
 895                 dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
 896
 897                 dn->dn_nlevels = new_nlevels;
 898
 899                 ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
 900                 dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
 901
 902                 /* dirty the left indirects */
 903                 db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
 904                 new = dbuf_dirty(db, tx);
 905                 dbuf_rele(db, FTAG);
 906
 907                 /* transfer the dirty records to the new indirect */
 908                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 909                 mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
 910                 list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
 911                 for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
 912                         dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
 913                         if (dr->dr_dbuf->db_level != new_nlevels-1 &&
 914                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DB_BONUS_BLKID) {
 915                                 ASSERT(dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels-1);
 916                                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
 917                                 list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
 918                                 dr->dr_parent = new;
 919                         }
 920                 }
 921                 mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
 922                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 923         }
 924
 925 out:
 926         if (have_read)
 927                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
 928 }
 929
 930 void
 931 dnode_clear_range(dnode_t *dn, uint64_t blkid, uint64_t nblks, dmu_tx_t *tx)
 932 {
 933         avl_tree_t *tree = &dn->dn_ranges[tx->tx_txg&TXG_MASK];
 934         avl_index_t where;
 935         free_range_t *rp;
 936         free_range_t rp_tofind;
 937         uint64_t endblk = blkid + nblks;
 938
 939         ASSERT(MUTEX_HELD(&dn->dn_mtx));
 940         ASSERT(nblks <= UINT64_MAX - blkid); /* no overflow */
 941
 942         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
 943             blkid, nblks, tx->tx_txg);
 944         rp_tofind.fr_blkid = blkid;
 945         rp = avl_find(tree, &rp_tofind, &where);
 946         if (rp == NULL)
 947                 rp = avl_nearest(tree, where, AVL_BEFORE);
 948         if (rp == NULL)
 949                 rp = avl_nearest(tree, where, AVL_AFTER);
 950
 951         while (rp && (rp->fr_blkid <= blkid + nblks)) {
 952                 uint64_t fr_endblk = rp->fr_blkid + rp->fr_nblks;
 953                 free_range_t *nrp = AVL_NEXT(tree, rp);
 954
 955                 if (blkid <= rp->fr_blkid && endblk >= fr_endblk) {
 956                         /* clear this entire range */
 957                         avl_remove(tree, rp);
 958                         kmem_free(rp, sizeof (free_range_t));
 959                 } else if (blkid <= rp->fr_blkid &&
 960                     endblk > rp->fr_blkid && endblk < fr_endblk) {
 961                         /* clear the beginning of this range */
 962                         rp->fr_blkid = endblk;
 963                         rp->fr_nblks = fr_endblk - endblk;
 964                 } else if (blkid > rp->fr_blkid && blkid < fr_endblk &&
 965                     endblk >= fr_endblk) {
 966                         /* clear the end of this range */
 967                         rp->fr_nblks = blkid - rp->fr_blkid;
 968                 } else if (blkid > rp->fr_blkid && endblk < fr_endblk) {
 969                         /* clear a chunk out of this range */
 970                         free_range_t *new_rp =
 971                             kmem_alloc(sizeof (free_range_t), KM_SLEEP);
 972
 973                         new_rp->fr_blkid = endblk;
 974                         new_rp->fr_nblks = fr_endblk - endblk;
 975                         avl_insert_here(tree, new_rp, rp, AVL_AFTER);
 976                         rp->fr_nblks = blkid - rp->fr_blkid;
 977                 }
 978                 /* there may be no overlap */
 979                 rp = nrp;
 980         }
 981 }
 982
 983 void
 984 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
 985 {
 986         dmu_buf_impl_t *db;
 987         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
 988         int blksz, blkshift, head, tail;
 989         int trunc = FALSE;
 990         int epbs;
 991
 992         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 993         blksz = dn->dn_datablksz;
 994         blkshift = dn->dn_datablkshift;
 995         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 996
 997         if (len == -1ULL) {
 998                 len = UINT64_MAX - off;
 999                 trunc = TRUE;
1000         }
1001
1002         /*
1003          * First, block align the region to free:
1004          */
1005         if (ISP2(blksz)) {
1006                 head = P2NPHASE(off, blksz);
1007                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
1008                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1009                         goto out;
1010         } else {
1011                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
1012                 if (off == 0 && len >= blksz) {
1013                         /* Freeing the whole block; fast-track this request */
1014                         blkid = 0;
1015                         nblks = 1;
1016                         goto done;
1017                 } else if (off >= blksz) {
1018                         /* Freeing past end-of-data */
1019                         goto out;
1020                 } else {
1021                         /* Freeing part of the block. */
1022                         head = blksz - off;
1023                         ASSERT3U(head, >, 0);
1024                 }
1025                 blkoff = off;
1026         }
1027         /* zero out any partial block data at the start of the range */
1028         if (head) {
1029                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
1030                 if (len < head)
1031                         head = len;
1032                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off), TRUE,
1033                     FTAG, &db) == 0) {
1034                         caddr_t data;
1035
1036                         /* don't dirty if it isn't on disk and isn't dirty */
1037                         if (db->db_last_dirty ||
1038                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1039                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1040                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1041                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1042                                 data = db->db.db_data;
1043                                 bzero(data + blkoff, head);
1044                         }
1045                         dbuf_rele(db, FTAG);
1046                 }
1047                 off += head;
1048                 len -= head;
1049         }
1050
1051         /* If the range was less than one block, we're done */
1052         if (len == 0)
1053                 goto out;
1054
1055         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
1056         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1057                 goto out;
1058
1059         ASSERT(ISP2(blksz));
1060         if (trunc)
1061                 tail = 0;
1062         else
1063                 tail = P2PHASE(len, blksz);
1064
1065         ASSERT3U(P2PHASE(off, blksz), ==, 0);
1066         /* zero out any partial block data at the end of the range */
1067         if (tail) {
1068                 if (len < tail)
1069                         tail = len;
1070                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off+len),
1071                     TRUE, FTAG, &db) == 0) {
1072                         /* don't dirty if not on disk and not dirty */
1073                         if (db->db_last_dirty ||
1074                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1075                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1076                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1077                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1078                                 bzero(db->db.db_data, tail);
1079                         }
1080                         dbuf_rele(db, FTAG);
1081                 }
1082                 len -= tail;
1083         }
1084
1085         /* If the range did not include a full block, we are done */
1086         if (len == 0)
1087                 goto out;
1088
1089         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
1090         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
1091         blkid = off >> blkshift;
1092         nblks = len >> blkshift;
1093         if (trunc)
1094                 nblks += 1;
1095
1096         /*
1097          * Read in and mark all the level-1 indirects dirty,
1098          * so that they will stay in memory until syncing phase.
1099          * Always dirty the first and last indirect to make sure
1100          * we dirty all the partial indirects.
1101          */
1102         if (dn->dn_nlevels > 1) {
1103                 uint64_t i, first, last;
1104                 int shift = epbs + dn->dn_datablkshift;
1105
1106                 first = blkid >> epbs;
1107                 if (db = dbuf_hold_level(dn, 1, first, FTAG)) {
1108                         dbuf_will_dirty(db, tx);
1109                         dbuf_rele(db, FTAG);
1110                 }
1111                 if (trunc)
1112                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
1113                 else
1114                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
1115                 if (last > first && (db = dbuf_hold_level(dn, 1, last, FTAG))) {
1116                         dbuf_will_dirty(db, tx);
1117                         dbuf_rele(db, FTAG);
1118                 }
1119                 for (i = first + 1; i < last; i++) {
1120                         uint64_t ibyte = i << shift;
1121                         int err;
1122
1123                         err = dnode_next_offset(dn,
1124                             DNODE_FIND_HAVELOCK, &ibyte, 1, 1, 0);
1125                         i = ibyte >> shift;
1126                         if (err == ESRCH || i >= last)
1127                                 break;
1128                         ASSERT(err == 0);
1129                         db = dbuf_hold_level(dn, 1, i, FTAG);
1130                         if (db) {
1131                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1132                                 dbuf_rele(db, FTAG);
1133                         }
1134                 }
1135         }
1136 done:
1137         /*
1138          * Add this range to the dnode range list.
1139          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
1140          */
1141         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1142         dnode_clear_range(dn, blkid, nblks, tx);
1143         {
1144                 free_range_t *rp, *found;
1145                 avl_index_t where;
1146                 avl_tree_t *tree = &dn->dn_ranges[tx->tx_txg&TXG_MASK];
1147
1148                 /* Add new range to dn_ranges */
1149                 rp = kmem_alloc(sizeof (free_range_t), KM_SLEEP);
1150                 rp->fr_blkid = blkid;
1151                 rp->fr_nblks = nblks;
1152                 found = avl_find(tree, rp, &where);
1153                 ASSERT(found == NULL);
1154                 avl_insert(tree, rp, where);
1155                 dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
1156                     blkid, nblks, tx->tx_txg);
1157         }
1158         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1159
1160         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
1161         dnode_setdirty(dn, tx);
1162 out:
1163         if (trunc && dn->dn_maxblkid >= (off >> blkshift))
1164                 dn->dn_maxblkid = (off >> blkshift ? (off >> blkshift) - 1 : 0);
1165
1166         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1167 }
1168
1169 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
1170 uint64_t
1171 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
1172 {
1173         free_range_t range_tofind;
1174         void *dp = spa_get_dsl(dn->dn_objset->os_spa);
1175         int i;
1176
1177         if (blkid == DB_BONUS_BLKID)
1178                 return (FALSE);
1179
1180         /*
1181          * If we're in the process of opening the pool, dp will not be
1182          * set yet, but there shouldn't be anything dirty.
1183          */
1184         if (dp == NULL)
1185                 return (FALSE);
1186
1187         if (dn->dn_free_txg)
1188                 return (TRUE);
1189
1190         /*
1191          * If dn_datablkshift is not set, then there's only a single
1192          * block, in which case there will never be a free range so it
1193          * won't matter.
1194          */
1195         range_tofind.fr_blkid = blkid;
1196         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1197         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1198                 free_range_t *range_found;
1199                 avl_index_t idx;
1200
1201                 range_found = avl_find(&dn->dn_ranges[i], &range_tofind, &idx);
1202                 if (range_found) {
1203                         ASSERT(range_found->fr_nblks > 0);
1204                         break;
1205                 }
1206                 range_found = avl_nearest(&dn->dn_ranges[i], idx, AVL_BEFORE);
1207                 if (range_found &&
1208                     range_found->fr_blkid + range_found->fr_nblks > blkid)
1209                         break;
1210         }
1211         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1212         return (i < TXG_SIZE);
1213 }
1214
1215 /* call from syncing context when we actually write/free space for this dnode */
1216 void
1217 dnode_diduse_space(dnode_t *dn, int64_t delta)
1218 {
1219         uint64_t space;
1220         dprintf_dnode(dn, "dn=%p dnp=%p used=%llu delta=%lld\n",
1221             dn, dn->dn_phys,
1222             (u_longlong_t)dn->dn_phys->dn_used,
1223             (longlong_t)delta);
1224
1225         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1226         space = DN_USED_BYTES(dn->dn_phys);
1227         if (delta > 0) {
1228                 ASSERT3U(space + delta, >=, space); /* no overflow */
1229         } else {
1230                 ASSERT3U(space, >=, -delta); /* no underflow */
1231         }
1232         space += delta;
1233         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_DNODE_BYTES) {
1234                 ASSERT((dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) == 0);
1235                 ASSERT3U(P2PHASE(space, 1<<DEV_BSHIFT), ==, 0);
1236                 dn->dn_phys->dn_used = space >> DEV_BSHIFT;
1237         } else {
1238                 dn->dn_phys->dn_used = space;
1239                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_USED_BYTES;
1240         }
1241         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1242 }
1243
1244 /*
1245  * Call when we think we're going to write/free space in open context.
1246  * Be conservative (ie. OK to write less than this or free more than
1247  * this, but don't write more or free less).
1248  */
1249 void
1250 dnode_willuse_space(dnode_t *dn, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
1251 {
1252         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
1253         dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
1254
1255         if (space > 0)
1256                 space = spa_get_asize(os->os_spa, space);
1257
1258         if (ds)
1259                 dsl_dir_willuse_space(ds->ds_dir, space, tx);
1260
1261         dmu_tx_willuse_space(tx, space);
1262 }
1263
1264 static int
1265 dnode_next_offset_level(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1266         int lvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1267 {
1268         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
1269         void *data = NULL;
1270         uint64_t epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1271         uint64_t epb = 1ULL << epbs;
1272         uint64_t minfill, maxfill;
1273         boolean_t hole;
1274         int i, inc, error, span;
1275
1276         dprintf("probing object %llu offset %llx level %d of %u\n",
1277             dn->dn_object, *offset, lvl, dn->dn_phys->dn_nlevels);
1278
1279         hole = flags & DNODE_FIND_HOLE;
1280         inc = (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS) ? -1 : 1;
1281         ASSERT(txg == 0 || !hole);
1282
1283         if (lvl == dn->dn_phys->dn_nlevels) {
1284                 error = 0;
1285                 epb = dn->dn_phys->dn_nblkptr;
1286                 data = dn->dn_phys->dn_blkptr;
1287         } else {
1288                 uint64_t blkid = dbuf_whichblock(dn, *offset) >> (epbs * lvl);
1289                 error = dbuf_hold_impl(dn, lvl, blkid, TRUE, FTAG, &db);
1290                 if (error) {
1291                         if (error != ENOENT)
1292                                 return (error);
1293                         if (hole)
1294                                 return (0);
1295                         /*
1296                          * This can only happen when we are searching up
1297                          * the block tree for data.  We don't really need to
1298                          * adjust the offset, as we will just end up looking
1299                          * at the pointer to this block in its parent, and its
1300                          * going to be unallocated, so we will skip over it.
1301                          */
1302                         return (ESRCH);
1303                 }
1304                 error = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL | DB_RF_HAVESTRUCT);
1305                 if (error) {
1306                         dbuf_rele(db, FTAG);
1307                         return (error);
1308                 }
1309                 data = db->db.db_data;
1310         }
1311
1312         if (db && txg &&
1313             (db->db_blkptr == NULL || db->db_blkptr->blk_birth <= txg)) {
1314                 /*
1315                  * This can only happen when we are searching up the tree
1316                  * and these conditions mean that we need to keep climbing.
1317                  */
1318                 error = ESRCH;
1319         } else if (lvl == 0) {
1320                 dnode_phys_t *dnp = data;
1321                 span = DNODE_SHIFT;
1322                 ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1323
1324                 for (i = (*offset >> span) & (blkfill - 1);
1325                     i >= 0 && i < blkfill; i += inc) {
1326                         boolean_t newcontents = B_TRUE;
1327                         if (txg) {
1328                                 int j;
1329                                 newcontents = B_FALSE;
1330                                 for (j = 0; j < dnp[i].dn_nblkptr; j++) {
1331                                         if (dnp[i].dn_blkptr[j].blk_birth > txg)
1332                                                 newcontents = B_TRUE;
1333                                 }
1334                         }
1335                         if (!dnp[i].dn_type == hole && newcontents)
1336                                 break;
1337                         *offset += (1ULL << span) * inc;
1338                 }
1339                 if (i < 0 || i == blkfill)
1340                         error = ESRCH;
1341         } else {
1342                 blkptr_t *bp = data;
1343                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
1344                 minfill = 0;
1345                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
1346
1347                 if (hole)
1348                         maxfill--;
1349                 else
1350                         minfill++;
1351
1352                 for (i = (*offset >> span) & ((1ULL << epbs) - 1);
1353                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
1354                         if (bp[i].blk_fill >= minfill &&
1355                             bp[i].blk_fill <= maxfill &&
1356                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
1357                                 break;
1358                         if (inc < 0 && *offset < (1ULL << span))
1359                                 *offset = 0;
1360                         else
1361                                 *offset += (1ULL << span) * inc;
1362                 }
1363                 if (i < 0 || i == epb)
1364                         error = ESRCH;
1365         }
1366
1367         if (db)
1368                 dbuf_rele(db, FTAG);
1369
1370         return (error);
1371 }
1372
1373 /*
1374  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
1375  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
1376  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
1377  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
1378  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
1379  *
1380  * Examples:
1381  *
1382  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
1383  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
1384  *      Used in dmu_offset_next().
1385  *
1386  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
1387  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
1388  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
1389  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
1390  *      Used in dmu_object_next().
1391  *
1392  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
1393  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
1394  *      Used in dmu_object_alloc().
1395  */
1396 int
1397 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1398     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1399 {
1400         uint64_t initial_offset = *offset;
1401         int lvl, maxlvl;
1402         int error = 0;
1403
1404         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1405                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1406
1407         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
1408                 error = ESRCH;
1409                 goto out;
1410         }
1411
1412         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
1413                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
1414                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
1415                                 *offset = dn->dn_datablksz;
1416                 } else {
1417                         error = ESRCH;
1418                 }
1419                 goto out;
1420         }
1421
1422         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
1423
1424         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
1425                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1426                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1427                 if (error != ESRCH)
1428                         break;
1429         }
1430
1431         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
1432                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1433                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1434         }
1435
1436         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
1437             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
1438                 error = ESRCH;
1439 out:
1440         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1441                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1442
1443         return (error);
1444 }