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 2009 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         rw_init(&dn->dn_struct_rwlock, NULL, RW_DEFAULT, NULL);
  57         mutex_init(&dn->dn_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
  58         mutex_init(&dn->dn_dbufs_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
  59         cv_init(&dn->dn_notxholds, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
  60
  61         refcount_create(&dn->dn_holds);
  62         refcount_create(&dn->dn_tx_holds);
  63
  64         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
  65                 avl_create(&dn->dn_ranges[i], free_range_compar,
  66                     sizeof (free_range_t),
  67                     offsetof(struct free_range, fr_node));
  68                 list_create(&dn->dn_dirty_records[i],
  69                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
  70                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
  71         }
  72
  73         list_create(&dn->dn_dbufs, sizeof (dmu_buf_impl_t),
  74             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
  75
  76         return (0);
  77 }
  78
  79 /* ARGSUSED */
  80 static void
  81 dnode_dest(void *arg, void *unused)
  82 {
  83         int i;
  84         dnode_t *dn = arg;
  85
  86         rw_destroy(&dn->dn_struct_rwlock);
  87         mutex_destroy(&dn->dn_mtx);
  88         mutex_destroy(&dn->dn_dbufs_mtx);
  89         cv_destroy(&dn->dn_notxholds);
  90         refcount_destroy(&dn->dn_holds);
  91         refcount_destroy(&dn->dn_tx_holds);
  92
  93         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
  94                 avl_destroy(&dn->dn_ranges[i]);
  95                 list_destroy(&dn->dn_dirty_records[i]);
  96         }
  97
  98         list_destroy(&dn->dn_dbufs);
  99 }
 100
 101 void
 102 dnode_init(void)
 103 {
 104         dnode_cache = kmem_cache_create("dnode_t",
 105             sizeof (dnode_t),
 106             0, dnode_cons, dnode_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
 107 }
 108
 109 void
 110 dnode_fini(void)
 111 {
 112         kmem_cache_destroy(dnode_cache);
 113 }
 114
 115
 116 #ifdef ZFS_DEBUG
 117 void
 118 dnode_verify(dnode_t *dn)
 119 {
 120         int drop_struct_lock = FALSE;
 121
 122         ASSERT(dn->dn_phys);
 123         ASSERT(dn->dn_objset);
 124
 125         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type < DMU_OT_NUMTYPES);
 126
 127         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DNODE_VERIFY))
 128                 return;
 129
 130         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
 131                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 132                 drop_struct_lock = TRUE;
 133         }
 134         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE || dn->dn_allocated_txg != 0) {
 135                 int i;
 136                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, >=, 0);
 137                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 138                 if (dn->dn_datablkshift) {
 139                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
 140                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 141                         ASSERT3U(1<<dn->dn_datablkshift, ==, dn->dn_datablksz);
 142                 }
 143                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, <=, 30);
 144                 ASSERT3U(dn->dn_type, <=, DMU_OT_NUMTYPES);
 145                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, >=, 1);
 146                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 147                 ASSERT3U(dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 148                 ASSERT3U(dn->dn_datablksz, ==,
 149                     dn->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 150                 ASSERT3U(ISP2(dn->dn_datablksz), ==, dn->dn_datablkshift != 0);
 151                 ASSERT3U((dn->dn_nblkptr - 1) * sizeof (blkptr_t) +
 152                     dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 153                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 154                         ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], <=, dn->dn_nlevels);
 155                 }
 156         }
 157         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE)
 158                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_nlevels, <=, dn->dn_nlevels);
 159         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT || dn->dn_dbuf != NULL);
 160         if (dn->dn_dbuf != NULL) {
 161                 ASSERT3P(dn->dn_phys, ==,
 162                     (dnode_phys_t *)dn->dn_dbuf->db.db_data +
 163                     (dn->dn_object % (dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT)));
 164         }
 165         if (drop_struct_lock)
 166                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 167 }
 168 #endif
 169
 170 void
 171 dnode_byteswap(dnode_phys_t *dnp)
 172 {
 173         uint64_t *buf64 = (void*)&dnp->dn_blkptr;
 174         int i;
 175
 176         if (dnp->dn_type == DMU_OT_NONE) {
 177                 bzero(dnp, sizeof (dnode_phys_t));
 178                 return;
 179         }
 180
 181         dnp->dn_datablkszsec = BSWAP_16(dnp->dn_datablkszsec);
 182         dnp->dn_bonuslen = BSWAP_16(dnp->dn_bonuslen);
 183         dnp->dn_maxblkid = BSWAP_64(dnp->dn_maxblkid);
 184         dnp->dn_used = BSWAP_64(dnp->dn_used);
 185
 186         /*
 187          * dn_nblkptr is only one byte, so it's OK to read it in either
 188          * byte order.  We can't read dn_bouslen.
 189          */
 190         ASSERT(dnp->dn_indblkshift <= SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 191         ASSERT(dnp->dn_nblkptr <= DN_MAX_NBLKPTR);
 192         for (i = 0; i < dnp->dn_nblkptr * sizeof (blkptr_t)/8; i++)
 193                 buf64[i] = BSWAP_64(buf64[i]);
 194
 195         /*
 196          * OK to check dn_bonuslen for zero, because it won't matter if
 197          * we have the wrong byte order.  This is necessary because the
 198          * dnode dnode is smaller than a regular dnode.
 199          */
 200         if (dnp->dn_bonuslen != 0) {
 201                 /*
 202                  * Note that the bonus length calculated here may be
 203                  * longer than the actual bonus buffer.  This is because
 204                  * we always put the bonus buffer after the last block
 205                  * pointer (instead of packing it against the end of the
 206                  * dnode buffer).
 207                  */
 208                 int off = (dnp->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 209                 size_t len = DN_MAX_BONUSLEN - off;
 210                 ASSERT3U(dnp->dn_bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 211                 dmu_ot[dnp->dn_bonustype].ot_byteswap(dnp->dn_bonus + off, len);
 212         }
 213 }
 214
 215 void
 216 dnode_buf_byteswap(void *vbuf, size_t size)
 217 {
 218         dnode_phys_t *buf = vbuf;
 219         int i;
 220
 221         ASSERT3U(sizeof (dnode_phys_t), ==, (1<<DNODE_SHIFT));
 222         ASSERT((size & (sizeof (dnode_phys_t)-1)) == 0);
 223
 224         size >>= DNODE_SHIFT;
 225         for (i = 0; i < size; i++) {
 226                 dnode_byteswap(buf);
 227                 buf++;
 228         }
 229 }
 230
 231 static int
 232 free_range_compar(const void *node1, const void *node2)
 233 {
 234         const free_range_t *rp1 = node1;
 235         const free_range_t *rp2 = node2;
 236
 237         if (rp1->fr_blkid < rp2->fr_blkid)
 238                 return (-1);
 239         else if (rp1->fr_blkid > rp2->fr_blkid)
 240                 return (1);
 241         else return (0);
 242 }
 243
 244 void
 245 dnode_setbonuslen(dnode_t *dn, int newsize, dmu_tx_t *tx)
 246 {
 247         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 248
 249         dnode_setdirty(dn, tx);
 250         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 251         ASSERT3U(newsize, <=, DN_MAX_BONUSLEN -
 252             (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t));
 253         dn->dn_bonuslen = newsize;
 254         if (newsize == 0)
 255                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_ZERO_BONUSLEN;
 256         else
 257                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 258         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 259 }
 260
 261 static void
 262 dnode_setdblksz(dnode_t *dn, int size)
 263 {
 264         ASSERT3U(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE), ==, 0);
 265         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 266         ASSERT3U(size, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 267         ASSERT3U(size >> SPA_MINBLOCKSHIFT, <,
 268             1<<(sizeof (dn->dn_phys->dn_datablkszsec) * 8));
 269         dn->dn_datablksz = size;
 270         dn->dn_datablkszsec = size >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
 271         dn->dn_datablkshift = ISP2(size) ? highbit(size - 1) : 0;
 272 }
 273
 274 static dnode_t *
 275 dnode_create(objset_impl_t *os, dnode_phys_t *dnp, dmu_buf_impl_t *db,
 276     uint64_t object)
 277 {
 278         dnode_t *dn = kmem_cache_alloc(dnode_cache, KM_SLEEP);
 279
 280         dn->dn_objset = os;
 281         dn->dn_object = object;
 282         dn->dn_dbuf = db;
 283         dn->dn_phys = dnp;
 284
 285         if (dnp->dn_datablkszsec)
 286                 dnode_setdblksz(dn, dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 287         dn->dn_indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
 288         dn->dn_nlevels = dnp->dn_nlevels;
 289         dn->dn_type = dnp->dn_type;
 290         dn->dn_nblkptr = dnp->dn_nblkptr;
 291         dn->dn_checksum = dnp->dn_checksum;
 292         dn->dn_compress = dnp->dn_compress;
 293         dn->dn_bonustype = dnp->dn_bonustype;
 294         dn->dn_bonuslen = dnp->dn_bonuslen;
 295         dn->dn_maxblkid = dnp->dn_maxblkid;
 296
 297         dmu_zfetch_init(&dn->dn_zfetch, dn);
 298
 299         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type < DMU_OT_NUMTYPES);
 300         mutex_enter(&os->os_lock);
 301         list_insert_head(&os->os_dnodes, dn);
 302         mutex_exit(&os->os_lock);
 303
 304         arc_space_consume(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
 305         return (dn);
 306 }
 307
 308 static void
 309 dnode_destroy(dnode_t *dn)
 310 {
 311         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
 312
 313 #ifdef ZFS_DEBUG
 314         int i;
 315
 316         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 317                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 318                 ASSERT(NULL == list_head(&dn->dn_dirty_records[i]));
 319                 ASSERT(0 == avl_numnodes(&dn->dn_ranges[i]));
 320         }
 321         ASSERT(NULL == list_head(&dn->dn_dbufs));
 322 #endif
 323
 324         mutex_enter(&os->os_lock);
 325         list_remove(&os->os_dnodes, dn);
 326         mutex_exit(&os->os_lock);
 327
 328         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
 329                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 330                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 331         }
 332         dmu_zfetch_rele(&dn->dn_zfetch);
 333         if (dn->dn_bonus) {
 334                 mutex_enter(&dn->dn_bonus->db_mtx);
 335                 dbuf_evict(dn->dn_bonus);
 336                 dn->dn_bonus = NULL;
 337         }
 338         kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
 339         arc_space_return(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
 340 }
 341
 342 void
 343 dnode_allocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize, int ibs,
 344     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
 345 {
 346         int i;
 347
 348         if (blocksize == 0)
 349                 blocksize = 1 << zfs_default_bs;
 350         else if (blocksize > SPA_MAXBLOCKSIZE)
 351                 blocksize = SPA_MAXBLOCKSIZE;
 352         else
 353                 blocksize = P2ROUNDUP(blocksize, SPA_MINBLOCKSIZE);
 354
 355         if (ibs == 0)
 356                 ibs = zfs_default_ibs;
 357
 358         ibs = MIN(MAX(ibs, DN_MIN_INDBLKSHIFT), DN_MAX_INDBLKSHIFT);
 359
 360         dprintf("os=%p obj=%llu txg=%llu blocksize=%d ibs=%d\n", dn->dn_objset,
 361             dn->dn_object, tx->tx_txg, blocksize, ibs);
 362
 363         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 364         ASSERT(bcmp(dn->dn_phys, &dnode_phys_zero, sizeof (dnode_phys_t)) == 0);
 365         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type == DMU_OT_NONE);
 366         ASSERT(ot != DMU_OT_NONE);
 367         ASSERT3U(ot, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 368         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 369             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
 370         ASSERT3U(bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 371         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 372         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 373         ASSERT3U(dn->dn_maxblkid, ==, 0);
 374         ASSERT3U(dn->dn_allocated_txg, ==, 0);
 375         ASSERT3U(dn->dn_assigned_txg, ==, 0);
 376         ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 377         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), <=, 1);
 378         ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dbufs), ==, NULL);
 379
 380         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 381                 ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], ==, 0);
 382                 ASSERT3U(dn->dn_next_indblkshift[i], ==, 0);
 383                 ASSERT3U(dn->dn_next_bonuslen[i], ==, 0);
 384                 ASSERT3U(dn->dn_next_blksz[i], ==, 0);
 385                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 386                 ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dirty_records[i]), ==, NULL);
 387                 ASSERT3U(avl_numnodes(&dn->dn_ranges[i]), ==, 0);
 388         }
 389
 390         dn->dn_type = ot;
 391         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 392         dn->dn_indblkshift = ibs;
 393         dn->dn_nlevels = 1;
 394         dn->dn_nblkptr = 1 + ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
 395         dn->dn_bonustype = bonustype;
 396         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 397         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 398         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 399         dn->dn_dirtyctx = 0;
 400
 401         dn->dn_free_txg = 0;
 402         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
 403                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 404                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 405         }
 406
 407         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 408
 409         dnode_setdirty(dn, tx);
 410         dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
 411         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 412         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_datablksz;
 413 }
 414
 415 void
 416 dnode_reallocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize,
 417     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
 418 {
 419         int nblkptr;
 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         /* clean up any unreferenced dbufs */
 432         dnode_evict_dbufs(dn);
 433
 434         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 435         dnode_setdirty(dn, tx);
 436         if (dn->dn_datablksz != blocksize) {
 437                 /* change blocksize */
 438                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0 &&
 439                     (BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
 440                     dnode_block_freed(dn, 0)));
 441                 dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 442                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = blocksize;
 443         }
 444         if (dn->dn_bonuslen != bonuslen)
 445                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonuslen;
 446         nblkptr = 1 + ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
 447         if (dn->dn_nblkptr != nblkptr)
 448                 dn->dn_next_nblkptr[tx->tx_txg&TXG_MASK] = nblkptr;
 449         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 450
 451         /* change type */
 452         dn->dn_type = ot;
 453
 454         /* change bonus size and type */
 455         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 456         dn->dn_bonustype = bonustype;
 457         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 458         dn->dn_nblkptr = nblkptr;
 459         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 460         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 461         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 462
 463         /* fix up the bonus db_size */
 464         if (dn->dn_bonus) {
 465                 dn->dn_bonus->db.db_size =
 466                     DN_MAX_BONUSLEN - (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 467                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
 468         }
 469
 470         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 471         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 472 }
 473
 474 void
 475 dnode_special_close(dnode_t *dn)
 476 {
 477         /*
 478          * Wait for final references to the dnode to clear.  This can
 479          * only happen if the arc is asyncronously evicting state that
 480          * has a hold on this dnode while we are trying to evict this
 481          * dnode.
 482          */
 483         while (refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
 484                 delay(1);
 485         dnode_destroy(dn);
 486 }
 487
 488 dnode_t *
 489 dnode_special_open(objset_impl_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object)
 490 {
 491         dnode_t *dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object);
 492         DNODE_VERIFY(dn);
 493         return (dn);
 494 }
 495
 496 static void
 497 dnode_buf_pageout(dmu_buf_t *db, void *arg)
 498 {
 499         dnode_t **children_dnodes = arg;
 500         int i;
 501         int epb = db->db_size >> DNODE_SHIFT;
 502
 503         for (i = 0; i < epb; i++) {
 504                 dnode_t *dn = children_dnodes[i];
 505                 int n;
 506
 507                 if (dn == NULL)
 508                         continue;
 509 #ifdef ZFS_DEBUG
 510                 /*
 511                  * If there are holds on this dnode, then there should
 512                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
 513                  * it wouldn't be eligable for eviction and this function
 514                  * would not have been called.
 515                  */
 516                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
 517                 ASSERT(list_head(&dn->dn_dbufs) == NULL);
 518                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 519
 520                 for (n = 0; n < TXG_SIZE; n++)
 521                         ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[n]));
 522 #endif
 523                 children_dnodes[i] = NULL;
 524                 dnode_destroy(dn);
 525         }
 526         kmem_free(children_dnodes, epb * sizeof (dnode_t *));
 527 }
 528
 529 /*
 530  * errors:
 531  * EINVAL - invalid object number.
 532  * EIO - i/o error.
 533  * succeeds even for free dnodes.
 534  */
 535 int
 536 dnode_hold_impl(objset_impl_t *os, uint64_t object, int flag,
 537     void *tag, dnode_t **dnp)
 538 {
 539         int epb, idx, err;
 540         int drop_struct_lock = FALSE;
 541         int type;
 542         uint64_t blk;
 543         dnode_t *mdn, *dn;
 544         dmu_buf_impl_t *db;
 545         dnode_t **children_dnodes;
 546
 547         /*
 548          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
 549          * be asking the DMU to do *anything*.
 550          */
 551         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0);
 552
 553         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
 554                 return (EINVAL);
 555
 556         mdn = os->os_meta_dnode;
 557
 558         DNODE_VERIFY(mdn);
 559
 560         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
 561                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 562                 drop_struct_lock = TRUE;
 563         }
 564
 565         blk = dbuf_whichblock(mdn, object * sizeof (dnode_phys_t));
 566
 567         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
 568         if (drop_struct_lock)
 569                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
 570         if (db == NULL)
 571                 return (EIO);
 572         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL);
 573         if (err) {
 574                 dbuf_rele(db, FTAG);
 575                 return (err);
 576         }
 577
 578         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
 579         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
 580
 581         idx = object & (epb-1);
 582
 583         children_dnodes = dmu_buf_get_user(&db->db);
 584         if (children_dnodes == NULL) {
 585                 dnode_t **winner;
 586                 children_dnodes = kmem_zalloc(epb * sizeof (dnode_t *),
 587                     KM_SLEEP);
 588                 if (winner = dmu_buf_set_user(&db->db, children_dnodes, NULL,
 589                     dnode_buf_pageout)) {
 590                         kmem_free(children_dnodes, epb * sizeof (dnode_t *));
 591                         children_dnodes = winner;
 592                 }
 593         }
 594
 595         if ((dn = children_dnodes[idx]) == NULL) {
 596                 dnode_phys_t *dnp = (dnode_phys_t *)db->db.db_data+idx;
 597                 dnode_t *winner;
 598
 599                 dn = dnode_create(os, dnp, db, object);
 600                 winner = atomic_cas_ptr(&children_dnodes[idx], NULL, dn);
 601                 if (winner != NULL) {
 602                         dnode_destroy(dn);
 603                         dn = winner;
 604                 }
 605         }
 606
 607         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 608         type = dn->dn_type;
 609         if (dn->dn_free_txg ||
 610             ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE) ||
 611             ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)) {
 612                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 613                 dbuf_rele(db, FTAG);
 614                 return (type == DMU_OT_NONE ? ENOENT : EEXIST);
 615         }
 616         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 617
 618         if (refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
 619                 dbuf_add_ref(db, dn);
 620
 621         DNODE_VERIFY(dn);
 622         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
 623         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
 624         dbuf_rele(db, FTAG);
 625
 626         *dnp = dn;
 627         return (0);
 628 }
 629
 630 /*
 631  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
 632  */
 633 int
 634 dnode_hold(objset_impl_t *os, uint64_t object, void *tag, dnode_t **dnp)
 635 {
 636         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, tag, dnp));
 637 }
 638
 639 /*
 640  * Can only add a reference if there is already at least one
 641  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
 642  * new reference.
 643  */
 644 boolean_t
 645 dnode_add_ref(dnode_t *dn, void *tag)
 646 {
 647         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 648         if (refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
 649                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 650                 return (FALSE);
 651         }
 652         VERIFY(1 < refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
 653         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 654         return (TRUE);
 655 }
 656
 657 void
 658 dnode_rele(dnode_t *dn, void *tag)
 659 {
 660         uint64_t refs;
 661
 662         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 663         refs = refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
 664         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 665         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
 666         if (refs == 0 && dn->dn_dbuf)
 667                 dbuf_rele(dn->dn_dbuf, dn);
 668 }
 669
 670 void
 671 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 672 {
 673         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
 674         uint64_t txg = tx->tx_txg;
 675
 676         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT)
 677                 return;
 678
 679         DNODE_VERIFY(dn);
 680
 681 #ifdef ZFS_DEBUG
 682         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 683         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
 684         /* ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg); */
 685         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 686 #endif
 687
 688         mutex_enter(&os->os_lock);
 689
 690         /*
 691          * If we are already marked dirty, we're done.
 692          */
 693         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
 694                 mutex_exit(&os->os_lock);
 695                 return;
 696         }
 697
 698         ASSERT(!refcount_is_zero(&dn->dn_holds) || list_head(&dn->dn_dbufs));
 699         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
 700         ASSERT3U(dn->dn_next_bonuslen[txg&TXG_MASK], ==, 0);
 701         ASSERT3U(dn->dn_next_blksz[txg&TXG_MASK], ==, 0);
 702
 703         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
 704             dn->dn_object, txg);
 705
 706         if (dn->dn_free_txg > 0 && dn->dn_free_txg <= txg) {
 707                 list_insert_tail(&os->os_free_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
 708         } else {
 709                 list_insert_tail(&os->os_dirty_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
 710         }
 711
 712         mutex_exit(&os->os_lock);
 713
 714         /*
 715          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
 716          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
 717          * dbuf maintaines a hold on the dnode.  When the last child
 718          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
 719          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
 720          * dnode will hang around after we finish processing its
 721          * children.
 722          */
 723         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
 724
 725         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
 726
 727         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
 728 }
 729
 730 void
 731 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 732 {
 733         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
 734
 735         dprintf("dn=%p txg=%llu\n", dn, tx->tx_txg);
 736
 737         /* we should be the only holder... hopefully */
 738         /* ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), ==, 1); */
 739
 740         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 741         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
 742                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 743                 return;
 744         }
 745         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
 746         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 747
 748         /*
 749          * If the dnode is already dirty, it needs to be moved from
 750          * the dirty list to the free list.
 751          */
 752         mutex_enter(&dn->dn_objset->os_lock);
 753         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txgoff])) {
 754                 list_remove(&dn->dn_objset->os_dirty_dnodes[txgoff], dn);
 755                 list_insert_tail(&dn->dn_objset->os_free_dnodes[txgoff], dn);
 756                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
 757         } else {
 758                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
 759                 dnode_setdirty(dn, tx);
 760         }
 761 }
 762
 763 /*
 764  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
 765  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
 766  */
 767 int
 768 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
 769 {
 770         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
 771         int err;
 772
 773         if (size == 0)
 774                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
 775         if (size > SPA_MAXBLOCKSIZE)
 776                 size = SPA_MAXBLOCKSIZE;
 777         else
 778                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
 779
 780         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
 781                 ibs = 0;
 782
 783         if (size >> SPA_MINBLOCKSHIFT == dn->dn_datablkszsec && ibs == 0)
 784                 return (0);
 785
 786         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 787
 788         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
 789         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid != 0)
 790                 goto fail;
 791
 792         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
 793         for (db = list_head(&dn->dn_dbufs); db; db = db_next) {
 794                 db_next = list_next(&dn->dn_dbufs, db);
 795
 796                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID) {
 797                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
 798                         goto fail;
 799                 }
 800         }
 801         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
 802
 803         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
 804                 goto fail;
 805
 806         /* resize the old block */
 807         err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FTAG, &db);
 808         if (err == 0)
 809                 dbuf_new_size(db, size, tx);
 810         else if (err != ENOENT)
 811                 goto fail;
 812
 813         dnode_setdblksz(dn, size);
 814         dnode_setdirty(dn, tx);
 815         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = size;
 816         if (ibs) {
 817                 dn->dn_indblkshift = ibs;
 818                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg&TXG_MASK] = ibs;
 819         }
 820         /* rele after we have fixed the blocksize in the dnode */
 821         if (db)
 822                 dbuf_rele(db, FTAG);
 823
 824         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 825         return (0);
 826
 827 fail:
 828         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 829         return (ENOTSUP);
 830 }
 831
 832 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
 833 void
 834 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read)
 835 {
 836         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
 837         int epbs, new_nlevels;
 838         uint64_t sz;
 839
 840         ASSERT(blkid != DB_BONUS_BLKID);
 841
 842         ASSERT(have_read ?
 843             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
 844             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
 845
 846         /*
 847          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
 848          * before upgrading to a write-lock.
 849          */
 850         if (have_read) {
 851                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
 852                         return;
 853
 854                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
 855                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 856                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 857                 }
 858         }
 859
 860         if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
 861                 goto out;
 862
 863         dn->dn_maxblkid = blkid;
 864
 865         /*
 866          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
 867          */
 868         new_nlevels = 1;
 869         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 870         for (sz = dn->dn_nblkptr;
 871             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
 872                 new_nlevels++;
 873
 874         if (new_nlevels > dn->dn_nlevels) {
 875                 int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
 876                 dmu_buf_impl_t *db;
 877                 list_t *list;
 878                 dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
 879
 880                 dn->dn_nlevels = new_nlevels;
 881
 882                 ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
 883                 dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
 884
 885                 /* dirty the left indirects */
 886                 db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
 887                 new = dbuf_dirty(db, tx);
 888                 dbuf_rele(db, FTAG);
 889
 890                 /* transfer the dirty records to the new indirect */
 891                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 892                 mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
 893                 list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
 894                 for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
 895                         dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
 896                         if (dr->dr_dbuf->db_level != new_nlevels-1 &&
 897                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DB_BONUS_BLKID) {
 898                                 ASSERT(dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels-1);
 899                                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
 900                                 list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
 901                                 dr->dr_parent = new;
 902                         }
 903                 }
 904                 mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
 905                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 906         }
 907
 908 out:
 909         if (have_read)
 910                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
 911 }
 912
 913 void
 914 dnode_clear_range(dnode_t *dn, uint64_t blkid, uint64_t nblks, dmu_tx_t *tx)
 915 {
 916         avl_tree_t *tree = &dn->dn_ranges[tx->tx_txg&TXG_MASK];
 917         avl_index_t where;
 918         free_range_t *rp;
 919         free_range_t rp_tofind;
 920         uint64_t endblk = blkid + nblks;
 921
 922         ASSERT(MUTEX_HELD(&dn->dn_mtx));
 923         ASSERT(nblks <= UINT64_MAX - blkid); /* no overflow */
 924
 925         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
 926             blkid, nblks, tx->tx_txg);
 927         rp_tofind.fr_blkid = blkid;
 928         rp = avl_find(tree, &rp_tofind, &where);
 929         if (rp == NULL)
 930                 rp = avl_nearest(tree, where, AVL_BEFORE);
 931         if (rp == NULL)
 932                 rp = avl_nearest(tree, where, AVL_AFTER);
 933
 934         while (rp && (rp->fr_blkid <= blkid + nblks)) {
 935                 uint64_t fr_endblk = rp->fr_blkid + rp->fr_nblks;
 936                 free_range_t *nrp = AVL_NEXT(tree, rp);
 937
 938                 if (blkid <= rp->fr_blkid && endblk >= fr_endblk) {
 939                         /* clear this entire range */
 940                         avl_remove(tree, rp);
 941                         kmem_free(rp, sizeof (free_range_t));
 942                 } else if (blkid <= rp->fr_blkid &&
 943                     endblk > rp->fr_blkid && endblk < fr_endblk) {
 944                         /* clear the beginning of this range */
 945                         rp->fr_blkid = endblk;
 946                         rp->fr_nblks = fr_endblk - endblk;
 947                 } else if (blkid > rp->fr_blkid && blkid < fr_endblk &&
 948                     endblk >= fr_endblk) {
 949                         /* clear the end of this range */
 950                         rp->fr_nblks = blkid - rp->fr_blkid;
 951                 } else if (blkid > rp->fr_blkid && endblk < fr_endblk) {
 952                         /* clear a chunk out of this range */
 953                         free_range_t *new_rp =
 954                             kmem_alloc(sizeof (free_range_t), KM_SLEEP);
 955
 956                         new_rp->fr_blkid = endblk;
 957                         new_rp->fr_nblks = fr_endblk - endblk;
 958                         avl_insert_here(tree, new_rp, rp, AVL_AFTER);
 959                         rp->fr_nblks = blkid - rp->fr_blkid;
 960                 }
 961                 /* there may be no overlap */
 962                 rp = nrp;
 963         }
 964 }
 965
 966 void
 967 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
 968 {
 969         dmu_buf_impl_t *db;
 970         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
 971         int blksz, blkshift, head, tail;
 972         int trunc = FALSE;
 973         int epbs;
 974
 975         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 976         blksz = dn->dn_datablksz;
 977         blkshift = dn->dn_datablkshift;
 978         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 979
 980         if (len == -1ULL) {
 981                 len = UINT64_MAX - off;
 982                 trunc = TRUE;
 983         }
 984
 985         /*
 986          * First, block align the region to free:
 987          */
 988         if (ISP2(blksz)) {
 989                 head = P2NPHASE(off, blksz);
 990                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
 991                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
 992                         goto out;
 993         } else {
 994                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
 995                 if (off == 0 && len >= blksz) {
 996                         /* Freeing the whole block; fast-track this request */
 997                         blkid = 0;
 998                         nblks = 1;
 999                         goto done;
1000                 } else if (off >= blksz) {
1001                         /* Freeing past end-of-data */
1002                         goto out;
1003                 } else {
1004                         /* Freeing part of the block. */
1005                         head = blksz - off;
1006                         ASSERT3U(head, >, 0);
1007                 }
1008                 blkoff = off;
1009         }
1010         /* zero out any partial block data at the start of the range */
1011         if (head) {
1012                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
1013                 if (len < head)
1014                         head = len;
1015                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off), TRUE,
1016                     FTAG, &db) == 0) {
1017                         caddr_t data;
1018
1019                         /* don't dirty if it isn't on disk and isn't dirty */
1020                         if (db->db_last_dirty ||
1021                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1022                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1023                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1024                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1025                                 data = db->db.db_data;
1026                                 bzero(data + blkoff, head);
1027                         }
1028                         dbuf_rele(db, FTAG);
1029                 }
1030                 off += head;
1031                 len -= head;
1032         }
1033
1034         /* If the range was less than one block, we're done */
1035         if (len == 0)
1036                 goto out;
1037
1038         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
1039         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1040                 goto out;
1041
1042         ASSERT(ISP2(blksz));
1043         if (trunc)
1044                 tail = 0;
1045         else
1046                 tail = P2PHASE(len, blksz);
1047
1048         ASSERT3U(P2PHASE(off, blksz), ==, 0);
1049         /* zero out any partial block data at the end of the range */
1050         if (tail) {
1051                 if (len < tail)
1052                         tail = len;
1053                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off+len),
1054                     TRUE, FTAG, &db) == 0) {
1055                         /* don't dirty if not on disk and not dirty */
1056                         if (db->db_last_dirty ||
1057                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1058                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1059                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1060                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1061                                 bzero(db->db.db_data, tail);
1062                         }
1063                         dbuf_rele(db, FTAG);
1064                 }
1065                 len -= tail;
1066         }
1067
1068         /* If the range did not include a full block, we are done */
1069         if (len == 0)
1070                 goto out;
1071
1072         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
1073         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
1074         blkid = off >> blkshift;
1075         nblks = len >> blkshift;
1076         if (trunc)
1077                 nblks += 1;
1078
1079         /*
1080          * Read in and mark all the level-1 indirects dirty,
1081          * so that they will stay in memory until syncing phase.
1082          * Always dirty the first and last indirect to make sure
1083          * we dirty all the partial indirects.
1084          */
1085         if (dn->dn_nlevels > 1) {
1086                 uint64_t i, first, last;
1087                 int shift = epbs + dn->dn_datablkshift;
1088
1089                 first = blkid >> epbs;
1090                 if (db = dbuf_hold_level(dn, 1, first, FTAG)) {
1091                         dbuf_will_dirty(db, tx);
1092                         dbuf_rele(db, FTAG);
1093                 }
1094                 if (trunc)
1095                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
1096                 else
1097                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
1098                 if (last > first && (db = dbuf_hold_level(dn, 1, last, FTAG))) {
1099                         dbuf_will_dirty(db, tx);
1100                         dbuf_rele(db, FTAG);
1101                 }
1102                 for (i = first + 1; i < last; i++) {
1103                         uint64_t ibyte = i << shift;
1104                         int err;
1105
1106                         err = dnode_next_offset(dn,
1107                             DNODE_FIND_HAVELOCK, &ibyte, 1, 1, 0);
1108                         i = ibyte >> shift;
1109                         if (err == ESRCH || i >= last)
1110                                 break;
1111                         ASSERT(err == 0);
1112                         db = dbuf_hold_level(dn, 1, i, FTAG);
1113                         if (db) {
1114                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1115                                 dbuf_rele(db, FTAG);
1116                         }
1117                 }
1118         }
1119 done:
1120         /*
1121          * Add this range to the dnode range list.
1122          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
1123          */
1124         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1125         dnode_clear_range(dn, blkid, nblks, tx);
1126         {
1127                 free_range_t *rp, *found;
1128                 avl_index_t where;
1129                 avl_tree_t *tree = &dn->dn_ranges[tx->tx_txg&TXG_MASK];
1130
1131                 /* Add new range to dn_ranges */
1132                 rp = kmem_alloc(sizeof (free_range_t), KM_SLEEP);
1133                 rp->fr_blkid = blkid;
1134                 rp->fr_nblks = nblks;
1135                 found = avl_find(tree, rp, &where);
1136                 ASSERT(found == NULL);
1137                 avl_insert(tree, rp, where);
1138                 dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
1139                     blkid, nblks, tx->tx_txg);
1140         }
1141         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1142
1143         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
1144         dnode_setdirty(dn, tx);
1145 out:
1146         if (trunc && dn->dn_maxblkid >= (off >> blkshift))
1147                 dn->dn_maxblkid = (off >> blkshift ? (off >> blkshift) - 1 : 0);
1148
1149         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1150 }
1151
1152 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
1153 uint64_t
1154 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
1155 {
1156         free_range_t range_tofind;
1157         void *dp = spa_get_dsl(dn->dn_objset->os_spa);
1158         int i;
1159
1160         if (blkid == DB_BONUS_BLKID)
1161                 return (FALSE);
1162
1163         /*
1164          * If we're in the process of opening the pool, dp will not be
1165          * set yet, but there shouldn't be anything dirty.
1166          */
1167         if (dp == NULL)
1168                 return (FALSE);
1169
1170         if (dn->dn_free_txg)
1171                 return (TRUE);
1172
1173         range_tofind.fr_blkid = blkid;
1174         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1175         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1176                 free_range_t *range_found;
1177                 avl_index_t idx;
1178
1179                 range_found = avl_find(&dn->dn_ranges[i], &range_tofind, &idx);
1180                 if (range_found) {
1181                         ASSERT(range_found->fr_nblks > 0);
1182                         break;
1183                 }
1184                 range_found = avl_nearest(&dn->dn_ranges[i], idx, AVL_BEFORE);
1185                 if (range_found &&
1186                     range_found->fr_blkid + range_found->fr_nblks > blkid)
1187                         break;
1188         }
1189         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1190         return (i < TXG_SIZE);
1191 }
1192
1193 /* call from syncing context when we actually write/free space for this dnode */
1194 void
1195 dnode_diduse_space(dnode_t *dn, int64_t delta)
1196 {
1197         uint64_t space;
1198         dprintf_dnode(dn, "dn=%p dnp=%p used=%llu delta=%lld\n",
1199             dn, dn->dn_phys,
1200             (u_longlong_t)dn->dn_phys->dn_used,
1201             (longlong_t)delta);
1202
1203         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1204         space = DN_USED_BYTES(dn->dn_phys);
1205         if (delta > 0) {
1206                 ASSERT3U(space + delta, >=, space); /* no overflow */
1207         } else {
1208                 ASSERT3U(space, >=, -delta); /* no underflow */
1209         }
1210         space += delta;
1211         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_DNODE_BYTES) {
1212                 ASSERT((dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) == 0);
1213                 ASSERT3U(P2PHASE(space, 1<<DEV_BSHIFT), ==, 0);
1214                 dn->dn_phys->dn_used = space >> DEV_BSHIFT;
1215         } else {
1216                 dn->dn_phys->dn_used = space;
1217                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_USED_BYTES;
1218         }
1219         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1220 }
1221
1222 /*
1223  * Call when we think we're going to write/free space in open context.
1224  * Be conservative (ie. OK to write less than this or free more than
1225  * this, but don't write more or free less).
1226  */
1227 void
1228 dnode_willuse_space(dnode_t *dn, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
1229 {
1230         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
1231         dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
1232
1233         if (space > 0)
1234                 space = spa_get_asize(os->os_spa, space);
1235
1236         if (ds)
1237                 dsl_dir_willuse_space(ds->ds_dir, space, tx);
1238
1239         dmu_tx_willuse_space(tx, space);
1240 }
1241
1242 /*
1243  * This function scans a block at the indicated "level" looking for
1244  * a hole or data (depending on 'flags').  If level > 0, then we are
1245  * scanning an indirect block looking at its pointers.  If level == 0,
1246  * then we are looking at a block of dnodes.  If we don't find what we
1247  * are looking for in the block, we return ESRCH.  Otherwise, return
1248  * with *offset pointing to the beginning (if searching forwards) or
1249  * end (if searching backwards) of the range covered by the block
1250  * pointer we matched on (or dnode).
1251  *
1252  * The basic search algorithm used below by dnode_next_offset() is to
1253  * use this function to search up the block tree (widen the search) until
1254  * we find something (i.e., we don't return ESRCH) and then search back
1255  * down the tree (narrow the search) until we reach our original search
1256  * level.
1257  */
1258 static int
1259 dnode_next_offset_level(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1260         int lvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1261 {
1262         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
1263         void *data = NULL;
1264         uint64_t epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1265         uint64_t epb = 1ULL << epbs;
1266         uint64_t minfill, maxfill;
1267         boolean_t hole;
1268         int i, inc, error, span;
1269
1270         dprintf("probing object %llu offset %llx level %d of %u\n",
1271             dn->dn_object, *offset, lvl, dn->dn_phys->dn_nlevels);
1272
1273         hole = flags & DNODE_FIND_HOLE;
1274         inc = (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS) ? -1 : 1;
1275         ASSERT(txg == 0 || !hole);
1276
1277         if (lvl == dn->dn_phys->dn_nlevels) {
1278                 error = 0;
1279                 epb = dn->dn_phys->dn_nblkptr;
1280                 data = dn->dn_phys->dn_blkptr;
1281         } else {
1282                 uint64_t blkid = dbuf_whichblock(dn, *offset) >> (epbs * lvl);
1283                 error = dbuf_hold_impl(dn, lvl, blkid, TRUE, FTAG, &db);
1284                 if (error) {
1285                         if (error != ENOENT)
1286                                 return (error);
1287                         if (hole)
1288                                 return (0);
1289                         /*
1290                          * This can only happen when we are searching up
1291                          * the block tree for data.  We don't really need to
1292                          * adjust the offset, as we will just end up looking
1293                          * at the pointer to this block in its parent, and its
1294                          * going to be unallocated, so we will skip over it.
1295                          */
1296                         return (ESRCH);
1297                 }
1298                 error = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL | DB_RF_HAVESTRUCT);
1299                 if (error) {
1300                         dbuf_rele(db, FTAG);
1301                         return (error);
1302                 }
1303                 data = db->db.db_data;
1304         }
1305
1306         if (db && txg &&
1307             (db->db_blkptr == NULL || db->db_blkptr->blk_birth <= txg)) {
1308                 /*
1309                  * This can only happen when we are searching up the tree
1310                  * and these conditions mean that we need to keep climbing.
1311                  */
1312                 error = ESRCH;
1313         } else if (lvl == 0) {
1314                 dnode_phys_t *dnp = data;
1315                 span = DNODE_SHIFT;
1316                 ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1317
1318                 for (i = (*offset >> span) & (blkfill - 1);
1319                     i >= 0 && i < blkfill; i += inc) {
1320                         boolean_t newcontents = B_TRUE;
1321                         if (txg) {
1322                                 int j;
1323                                 newcontents = B_FALSE;
1324                                 for (j = 0; j < dnp[i].dn_nblkptr; j++) {
1325                                         if (dnp[i].dn_blkptr[j].blk_birth > txg)
1326                                                 newcontents = B_TRUE;
1327                                 }
1328                         }
1329                         if (!dnp[i].dn_type == hole && newcontents)
1330                                 break;
1331                         *offset += (1ULL << span) * inc;
1332                 }
1333                 if (i < 0 || i == blkfill)
1334                         error = ESRCH;
1335         } else {
1336                 blkptr_t *bp = data;
1337                 uint64_t start = *offset;
1338                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
1339                 minfill = 0;
1340                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
1341
1342                 if (hole)
1343                         maxfill--;
1344                 else
1345                         minfill++;
1346
1347                 *offset = *offset >> span;
1348                 for (i = BF64_GET(*offset, 0, epbs);
1349                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
1350                         if (bp[i].blk_fill >= minfill &&
1351                             bp[i].blk_fill <= maxfill &&
1352                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
1353                                 break;
1354                         if (inc > 0 || *offset > 0)
1355                                 *offset += inc;
1356                 }
1357                 *offset = *offset << span;
1358                 if (inc < 0) {
1359                         /* traversing backwards; position offset at the end */
1360                         ASSERT3U(*offset, <=, start);
1361                         *offset = MIN(*offset + (1ULL << span) - 1, start);
1362                 } else if (*offset < start) {
1363                         *offset = start;
1364                 }
1365                 if (i < 0 || i >= epb)
1366                         error = ESRCH;
1367         }
1368
1369         if (db)
1370                 dbuf_rele(db, FTAG);
1371
1372         return (error);
1373 }
1374
1375 /*
1376  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
1377  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
1378  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
1379  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
1380  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
1381  *
1382  * Examples:
1383  *
1384  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
1385  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
1386  *      Used in dmu_offset_next().
1387  *
1388  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
1389  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
1390  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
1391  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
1392  *      Used in dmu_object_next().
1393  *
1394  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
1395  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
1396  *      Used in dmu_object_alloc().
1397  */
1398 int
1399 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1400     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1401 {
1402         uint64_t initial_offset = *offset;
1403         int lvl, maxlvl;
1404         int error = 0;
1405
1406         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1407                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1408
1409         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
1410                 error = ESRCH;
1411                 goto out;
1412         }
1413
1414         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
1415                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
1416                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
1417                                 *offset = dn->dn_datablksz;
1418                 } else {
1419                         error = ESRCH;
1420                 }
1421                 goto out;
1422         }
1423
1424         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
1425
1426         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
1427                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1428                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1429                 if (error != ESRCH)
1430                         break;
1431         }
1432
1433         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
1434                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1435                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1436         }
1437
1438         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
1439             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
1440                 error = ESRCH;
1441 out:
1442         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1443                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1444
1445         return (error);
1446 }