]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dnode.c
MFC r296519: MFV r296518: 5027 zfs large block support (add copyright)
[FreeBSD/stable/10.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / zfs / dnode.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2012, 2015 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2014 Spectra Logic Corporation, All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
26  */
27
28 #include <sys/zfs_context.h>
29 #include <sys/dbuf.h>
30 #include <sys/dnode.h>
31 #include <sys/dmu.h>
32 #include <sys/dmu_impl.h>
33 #include <sys/dmu_tx.h>
34 #include <sys/dmu_objset.h>
35 #include <sys/dsl_dir.h>
36 #include <sys/dsl_dataset.h>
37 #include <sys/spa.h>
38 #include <sys/zio.h>
39 #include <sys/dmu_zfetch.h>
40 #include <sys/range_tree.h>
41
42 static kmem_cache_t *dnode_cache;
43 /*
44  * Define DNODE_STATS to turn on statistic gathering. By default, it is only
45  * turned on when DEBUG is also defined.
46  */
47 #ifdef  DEBUG
48 #define DNODE_STATS
49 #endif  /* DEBUG */
50
51 #ifdef  DNODE_STATS
52 #define DNODE_STAT_ADD(stat)                    ((stat)++)
53 #else
54 #define DNODE_STAT_ADD(stat)                    /* nothing */
55 #endif  /* DNODE_STATS */
56
57 static dnode_phys_t dnode_phys_zero;
58
59 int zfs_default_bs = SPA_MINBLOCKSHIFT;
60 int zfs_default_ibs = DN_MAX_INDBLKSHIFT;
61
62 #ifdef illumos
63 static kmem_cbrc_t dnode_move(void *, void *, size_t, void *);
64 #endif
65
66 static int
67 dbuf_compare(const void *x1, const void *x2)
68 {
69         const dmu_buf_impl_t *d1 = x1;
70         const dmu_buf_impl_t *d2 = x2;
71
72         if (d1->db_level < d2->db_level) {
73                 return (-1);
74         }
75         if (d1->db_level > d2->db_level) {
76                 return (1);
77         }
78
79         if (d1->db_blkid < d2->db_blkid) {
80                 return (-1);
81         }
82         if (d1->db_blkid > d2->db_blkid) {
83                 return (1);
84         }
85
86         if (d1->db_state == DB_SEARCH) {
87                 ASSERT3S(d2->db_state, !=, DB_SEARCH);
88                 return (-1);
89         } else if (d2->db_state == DB_SEARCH) {
90                 ASSERT3S(d1->db_state, !=, DB_SEARCH);
91                 return (1);
92         }
93
94         if ((uintptr_t)d1 < (uintptr_t)d2) {
95                 return (-1);
96         }
97         if ((uintptr_t)d1 > (uintptr_t)d2) {
98                 return (1);
99         }
100         return (0);
101 }
102
103 /* ARGSUSED */
104 static int
105 dnode_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
106 {
107         dnode_t *dn = arg;
108         int i;
109
110         rw_init(&dn->dn_struct_rwlock, NULL, RW_DEFAULT, NULL);
111         mutex_init(&dn->dn_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
112         mutex_init(&dn->dn_dbufs_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
113         cv_init(&dn->dn_notxholds, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
114
115         /*
116          * Every dbuf has a reference, and dropping a tracked reference is
117          * O(number of references), so don't track dn_holds.
118          */
119         refcount_create_untracked(&dn->dn_holds);
120         refcount_create(&dn->dn_tx_holds);
121         list_link_init(&dn->dn_link);
122
123         bzero(&dn->dn_next_nblkptr[0], sizeof (dn->dn_next_nblkptr));
124         bzero(&dn->dn_next_nlevels[0], sizeof (dn->dn_next_nlevels));
125         bzero(&dn->dn_next_indblkshift[0], sizeof (dn->dn_next_indblkshift));
126         bzero(&dn->dn_next_bonustype[0], sizeof (dn->dn_next_bonustype));
127         bzero(&dn->dn_rm_spillblk[0], sizeof (dn->dn_rm_spillblk));
128         bzero(&dn->dn_next_bonuslen[0], sizeof (dn->dn_next_bonuslen));
129         bzero(&dn->dn_next_blksz[0], sizeof (dn->dn_next_blksz));
130
131         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
132                 list_link_init(&dn->dn_dirty_link[i]);
133                 dn->dn_free_ranges[i] = NULL;
134                 list_create(&dn->dn_dirty_records[i],
135                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
136                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
137         }
138
139         dn->dn_allocated_txg = 0;
140         dn->dn_free_txg = 0;
141         dn->dn_assigned_txg = 0;
142         dn->dn_dirtyctx = 0;
143         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
144         dn->dn_bonus = NULL;
145         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
146         dn->dn_zio = NULL;
147         dn->dn_oldused = 0;
148         dn->dn_oldflags = 0;
149         dn->dn_olduid = 0;
150         dn->dn_oldgid = 0;
151         dn->dn_newuid = 0;
152         dn->dn_newgid = 0;
153         dn->dn_id_flags = 0;
154
155         dn->dn_dbufs_count = 0;
156         dn->dn_unlisted_l0_blkid = 0;
157         avl_create(&dn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
158             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
159
160         dn->dn_moved = 0;
161         POINTER_INVALIDATE(&dn->dn_objset);
162         return (0);
163 }
164
165 /* ARGSUSED */
166 static void
167 dnode_dest(void *arg, void *unused)
168 {
169         int i;
170         dnode_t *dn = arg;
171
172         rw_destroy(&dn->dn_struct_rwlock);
173         mutex_destroy(&dn->dn_mtx);
174         mutex_destroy(&dn->dn_dbufs_mtx);
175         cv_destroy(&dn->dn_notxholds);
176         refcount_destroy(&dn->dn_holds);
177         refcount_destroy(&dn->dn_tx_holds);
178         ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_link));
179
180         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
181                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
182                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
183                 list_destroy(&dn->dn_dirty_records[i]);
184                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
185                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
186                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
187                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
188                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
189                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
190                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
191         }
192
193         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
194         ASSERT0(dn->dn_free_txg);
195         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
196         ASSERT0(dn->dn_dirtyctx);
197         ASSERT3P(dn->dn_dirtyctx_firstset, ==, NULL);
198         ASSERT3P(dn->dn_bonus, ==, NULL);
199         ASSERT(!dn->dn_have_spill);
200         ASSERT3P(dn->dn_zio, ==, NULL);
201         ASSERT0(dn->dn_oldused);
202         ASSERT0(dn->dn_oldflags);
203         ASSERT0(dn->dn_olduid);
204         ASSERT0(dn->dn_oldgid);
205         ASSERT0(dn->dn_newuid);
206         ASSERT0(dn->dn_newgid);
207         ASSERT0(dn->dn_id_flags);
208
209         ASSERT0(dn->dn_dbufs_count);
210         ASSERT0(dn->dn_unlisted_l0_blkid);
211         avl_destroy(&dn->dn_dbufs);
212 }
213
214 void
215 dnode_init(void)
216 {
217         ASSERT(dnode_cache == NULL);
218         dnode_cache = kmem_cache_create("dnode_t",
219             sizeof (dnode_t),
220             0, dnode_cons, dnode_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
221         kmem_cache_set_move(dnode_cache, dnode_move);
222 }
223
224 void
225 dnode_fini(void)
226 {
227         kmem_cache_destroy(dnode_cache);
228         dnode_cache = NULL;
229 }
230
231
232 #ifdef ZFS_DEBUG
233 void
234 dnode_verify(dnode_t *dn)
235 {
236         int drop_struct_lock = FALSE;
237
238         ASSERT(dn->dn_phys);
239         ASSERT(dn->dn_objset);
240         ASSERT(dn->dn_handle->dnh_dnode == dn);
241
242         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
243
244         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DNODE_VERIFY))
245                 return;
246
247         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
248                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
249                 drop_struct_lock = TRUE;
250         }
251         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE || dn->dn_allocated_txg != 0) {
252                 int i;
253                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, >=, 0);
254                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
255                 if (dn->dn_datablkshift) {
256                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
257                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
258                         ASSERT3U(1<<dn->dn_datablkshift, ==, dn->dn_datablksz);
259                 }
260                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, <=, 30);
261                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_type));
262                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, >=, 1);
263                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
264                 ASSERT3U(dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
265                 ASSERT3U(dn->dn_datablksz, ==,
266                     dn->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
267                 ASSERT3U(ISP2(dn->dn_datablksz), ==, dn->dn_datablkshift != 0);
268                 ASSERT3U((dn->dn_nblkptr - 1) * sizeof (blkptr_t) +
269                     dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
270                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
271                         ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], <=, dn->dn_nlevels);
272                 }
273         }
274         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE)
275                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_nlevels, <=, dn->dn_nlevels);
276         ASSERT(DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) || dn->dn_dbuf != NULL);
277         if (dn->dn_dbuf != NULL) {
278                 ASSERT3P(dn->dn_phys, ==,
279                     (dnode_phys_t *)dn->dn_dbuf->db.db_data +
280                     (dn->dn_object % (dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT)));
281         }
282         if (drop_struct_lock)
283                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
284 }
285 #endif
286
287 void
288 dnode_byteswap(dnode_phys_t *dnp)
289 {
290         uint64_t *buf64 = (void*)&dnp->dn_blkptr;
291         int i;
292
293         if (dnp->dn_type == DMU_OT_NONE) {
294                 bzero(dnp, sizeof (dnode_phys_t));
295                 return;
296         }
297
298         dnp->dn_datablkszsec = BSWAP_16(dnp->dn_datablkszsec);
299         dnp->dn_bonuslen = BSWAP_16(dnp->dn_bonuslen);
300         dnp->dn_maxblkid = BSWAP_64(dnp->dn_maxblkid);
301         dnp->dn_used = BSWAP_64(dnp->dn_used);
302
303         /*
304          * dn_nblkptr is only one byte, so it's OK to read it in either
305          * byte order.  We can't read dn_bouslen.
306          */
307         ASSERT(dnp->dn_indblkshift <= SPA_MAXBLOCKSHIFT);
308         ASSERT(dnp->dn_nblkptr <= DN_MAX_NBLKPTR);
309         for (i = 0; i < dnp->dn_nblkptr * sizeof (blkptr_t)/8; i++)
310                 buf64[i] = BSWAP_64(buf64[i]);
311
312         /*
313          * OK to check dn_bonuslen for zero, because it won't matter if
314          * we have the wrong byte order.  This is necessary because the
315          * dnode dnode is smaller than a regular dnode.
316          */
317         if (dnp->dn_bonuslen != 0) {
318                 /*
319                  * Note that the bonus length calculated here may be
320                  * longer than the actual bonus buffer.  This is because
321                  * we always put the bonus buffer after the last block
322                  * pointer (instead of packing it against the end of the
323                  * dnode buffer).
324                  */
325                 int off = (dnp->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
326                 size_t len = DN_MAX_BONUSLEN - off;
327                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dnp->dn_bonustype));
328                 dmu_object_byteswap_t byteswap =
329                     DMU_OT_BYTESWAP(dnp->dn_bonustype);
330                 dmu_ot_byteswap[byteswap].ob_func(dnp->dn_bonus + off, len);
331         }
332
333         /* Swap SPILL block if we have one */
334         if (dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR)
335                 byteswap_uint64_array(&dnp->dn_spill, sizeof (blkptr_t));
336
337 }
338
339 void
340 dnode_buf_byteswap(void *vbuf, size_t size)
341 {
342         dnode_phys_t *buf = vbuf;
343         int i;
344
345         ASSERT3U(sizeof (dnode_phys_t), ==, (1<<DNODE_SHIFT));
346         ASSERT((size & (sizeof (dnode_phys_t)-1)) == 0);
347
348         size >>= DNODE_SHIFT;
349         for (i = 0; i < size; i++) {
350                 dnode_byteswap(buf);
351                 buf++;
352         }
353 }
354
355 void
356 dnode_setbonuslen(dnode_t *dn, int newsize, dmu_tx_t *tx)
357 {
358         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
359
360         dnode_setdirty(dn, tx);
361         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
362         ASSERT3U(newsize, <=, DN_MAX_BONUSLEN -
363             (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t));
364         dn->dn_bonuslen = newsize;
365         if (newsize == 0)
366                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_ZERO_BONUSLEN;
367         else
368                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
369         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
370 }
371
372 void
373 dnode_setbonus_type(dnode_t *dn, dmu_object_type_t newtype, dmu_tx_t *tx)
374 {
375         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
376         dnode_setdirty(dn, tx);
377         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
378         dn->dn_bonustype = newtype;
379         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
380         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
381 }
382
383 void
384 dnode_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
385 {
386         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
387         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
388         dnode_setdirty(dn, tx);
389         dn->dn_rm_spillblk[tx->tx_txg&TXG_MASK] = DN_KILL_SPILLBLK;
390         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
391 }
392
393 static void
394 dnode_setdblksz(dnode_t *dn, int size)
395 {
396         ASSERT0(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE));
397         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
398         ASSERT3U(size, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
399         ASSERT3U(size >> SPA_MINBLOCKSHIFT, <,
400             1<<(sizeof (dn->dn_phys->dn_datablkszsec) * 8));
401         dn->dn_datablksz = size;
402         dn->dn_datablkszsec = size >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
403         dn->dn_datablkshift = ISP2(size) ? highbit64(size - 1) : 0;
404 }
405
406 static dnode_t *
407 dnode_create(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, dmu_buf_impl_t *db,
408     uint64_t object, dnode_handle_t *dnh)
409 {
410         dnode_t *dn;
411
412         dn = kmem_cache_alloc(dnode_cache, KM_SLEEP);
413         ASSERT(!POINTER_IS_VALID(dn->dn_objset));
414         dn->dn_moved = 0;
415
416         /*
417          * Defer setting dn_objset until the dnode is ready to be a candidate
418          * for the dnode_move() callback.
419          */
420         dn->dn_object = object;
421         dn->dn_dbuf = db;
422         dn->dn_handle = dnh;
423         dn->dn_phys = dnp;
424
425         if (dnp->dn_datablkszsec) {
426                 dnode_setdblksz(dn, dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
427         } else {
428                 dn->dn_datablksz = 0;
429                 dn->dn_datablkszsec = 0;
430                 dn->dn_datablkshift = 0;
431         }
432         dn->dn_indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
433         dn->dn_nlevels = dnp->dn_nlevels;
434         dn->dn_type = dnp->dn_type;
435         dn->dn_nblkptr = dnp->dn_nblkptr;
436         dn->dn_checksum = dnp->dn_checksum;
437         dn->dn_compress = dnp->dn_compress;
438         dn->dn_bonustype = dnp->dn_bonustype;
439         dn->dn_bonuslen = dnp->dn_bonuslen;
440         dn->dn_maxblkid = dnp->dn_maxblkid;
441         dn->dn_have_spill = ((dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) != 0);
442         dn->dn_id_flags = 0;
443
444         dmu_zfetch_init(&dn->dn_zfetch, dn);
445
446         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
447
448         mutex_enter(&os->os_lock);
449         if (dnh->dnh_dnode != NULL) {
450                 /* Lost the allocation race. */
451                 mutex_exit(&os->os_lock);
452                 kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
453                 return (dnh->dnh_dnode);
454         }
455
456         /*
457          * Exclude special dnodes from os_dnodes so an empty os_dnodes
458          * signifies that the special dnodes have no references from
459          * their children (the entries in os_dnodes).  This allows
460          * dnode_destroy() to easily determine if the last child has
461          * been removed and then complete eviction of the objset.
462          */
463         if (!DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(object))
464                 list_insert_head(&os->os_dnodes, dn);
465         membar_producer();
466
467         /*
468          * Everything else must be valid before assigning dn_objset
469          * makes the dnode eligible for dnode_move().
470          */
471         dn->dn_objset = os;
472
473         dnh->dnh_dnode = dn;
474         mutex_exit(&os->os_lock);
475
476         arc_space_consume(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
477         return (dn);
478 }
479
480 /*
481  * Caller must be holding the dnode handle, which is released upon return.
482  */
483 static void
484 dnode_destroy(dnode_t *dn)
485 {
486         objset_t *os = dn->dn_objset;
487         boolean_t complete_os_eviction = B_FALSE;
488
489         ASSERT((dn->dn_id_flags & DN_ID_NEW_EXIST) == 0);
490
491         mutex_enter(&os->os_lock);
492         POINTER_INVALIDATE(&dn->dn_objset);
493         if (!DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
494                 list_remove(&os->os_dnodes, dn);
495                 complete_os_eviction =
496                     list_is_empty(&os->os_dnodes) &&
497                     list_link_active(&os->os_evicting_node);
498         }
499         mutex_exit(&os->os_lock);
500
501         /* the dnode can no longer move, so we can release the handle */
502         zrl_remove(&dn->dn_handle->dnh_zrlock);
503
504         dn->dn_allocated_txg = 0;
505         dn->dn_free_txg = 0;
506         dn->dn_assigned_txg = 0;
507
508         dn->dn_dirtyctx = 0;
509         if (dn->dn_dirtyctx_firstset != NULL) {
510                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
511                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
512         }
513         if (dn->dn_bonus != NULL) {
514                 mutex_enter(&dn->dn_bonus->db_mtx);
515                 dbuf_evict(dn->dn_bonus);
516                 dn->dn_bonus = NULL;
517         }
518         dn->dn_zio = NULL;
519
520         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
521         dn->dn_oldused = 0;
522         dn->dn_oldflags = 0;
523         dn->dn_olduid = 0;
524         dn->dn_oldgid = 0;
525         dn->dn_newuid = 0;
526         dn->dn_newgid = 0;
527         dn->dn_id_flags = 0;
528         dn->dn_unlisted_l0_blkid = 0;
529
530         dmu_zfetch_fini(&dn->dn_zfetch);
531         kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
532         arc_space_return(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
533
534         if (complete_os_eviction)
535                 dmu_objset_evict_done(os);
536 }
537
538 void
539 dnode_allocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize, int ibs,
540     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
541 {
542         int i;
543
544         ASSERT3U(blocksize, <=,
545             spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
546         if (blocksize == 0)
547                 blocksize = 1 << zfs_default_bs;
548         else
549                 blocksize = P2ROUNDUP(blocksize, SPA_MINBLOCKSIZE);
550
551         if (ibs == 0)
552                 ibs = zfs_default_ibs;
553
554         ibs = MIN(MAX(ibs, DN_MIN_INDBLKSHIFT), DN_MAX_INDBLKSHIFT);
555
556         dprintf("os=%p obj=%llu txg=%llu blocksize=%d ibs=%d\n", dn->dn_objset,
557             dn->dn_object, tx->tx_txg, blocksize, ibs);
558
559         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
560         ASSERT(bcmp(dn->dn_phys, &dnode_phys_zero, sizeof (dnode_phys_t)) == 0);
561         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type == DMU_OT_NONE);
562         ASSERT(ot != DMU_OT_NONE);
563         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(ot));
564         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
565             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0) ||
566             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
567         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
568         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
569         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
570         ASSERT0(dn->dn_maxblkid);
571         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
572         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
573         ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
574         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), <=, 1);
575         ASSERT(avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
576
577         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
578                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
579                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
580                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
581                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
582                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
583                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
584                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
585                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
586                 ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dirty_records[i]), ==, NULL);
587                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
588         }
589
590         dn->dn_type = ot;
591         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
592         dn->dn_indblkshift = ibs;
593         dn->dn_nlevels = 1;
594         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
595                 dn->dn_nblkptr = 1;
596         else
597                 dn->dn_nblkptr = 1 +
598                     ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
599         dn->dn_bonustype = bonustype;
600         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
601         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
602         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
603         dn->dn_dirtyctx = 0;
604
605         dn->dn_free_txg = 0;
606         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
607                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
608                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
609         }
610
611         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
612         dn->dn_id_flags = 0;
613
614         dnode_setdirty(dn, tx);
615         dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
616         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
617         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
618         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_datablksz;
619 }
620
621 void
622 dnode_reallocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize,
623     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
624 {
625         int nblkptr;
626
627         ASSERT3U(blocksize, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
628         ASSERT3U(blocksize, <=,
629             spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
630         ASSERT0(blocksize % SPA_MINBLOCKSIZE);
631         ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT || dmu_tx_private_ok(tx));
632         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
633         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
634             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0) ||
635             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0));
636         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
637         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
638
639         /* clean up any unreferenced dbufs */
640         dnode_evict_dbufs(dn);
641
642         dn->dn_id_flags = 0;
643
644         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
645         dnode_setdirty(dn, tx);
646         if (dn->dn_datablksz != blocksize) {
647                 /* change blocksize */
648                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0 &&
649                     (BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
650                     dnode_block_freed(dn, 0)));
651                 dnode_setdblksz(dn, blocksize);
652                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = blocksize;
653         }
654         if (dn->dn_bonuslen != bonuslen)
655                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonuslen;
656
657         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
658                 nblkptr = 1;
659         else
660                 nblkptr = 1 + ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
661         if (dn->dn_bonustype != bonustype)
662                 dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonustype;
663         if (dn->dn_nblkptr != nblkptr)
664                 dn->dn_next_nblkptr[tx->tx_txg&TXG_MASK] = nblkptr;
665         if (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) {
666                 dbuf_rm_spill(dn, tx);
667                 dnode_rm_spill(dn, tx);
668         }
669         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
670
671         /* change type */
672         dn->dn_type = ot;
673
674         /* change bonus size and type */
675         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
676         dn->dn_bonustype = bonustype;
677         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
678         dn->dn_nblkptr = nblkptr;
679         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
680         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
681         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
682
683         /* fix up the bonus db_size */
684         if (dn->dn_bonus) {
685                 dn->dn_bonus->db.db_size =
686                     DN_MAX_BONUSLEN - (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
687                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
688         }
689
690         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
691         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
692 }
693
694 #ifdef  DNODE_STATS
695 static struct {
696         uint64_t dms_dnode_invalid;
697         uint64_t dms_dnode_recheck1;
698         uint64_t dms_dnode_recheck2;
699         uint64_t dms_dnode_special;
700         uint64_t dms_dnode_handle;
701         uint64_t dms_dnode_rwlock;
702         uint64_t dms_dnode_active;
703 } dnode_move_stats;
704 #endif  /* DNODE_STATS */
705
706 static void
707 dnode_move_impl(dnode_t *odn, dnode_t *ndn)
708 {
709         int i;
710
711         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_struct_rwlock));
712         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_mtx));
713         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_dbufs_mtx));
714         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_zfetch.zf_rwlock));
715
716         /* Copy fields. */
717         ndn->dn_objset = odn->dn_objset;
718         ndn->dn_object = odn->dn_object;
719         ndn->dn_dbuf = odn->dn_dbuf;
720         ndn->dn_handle = odn->dn_handle;
721         ndn->dn_phys = odn->dn_phys;
722         ndn->dn_type = odn->dn_type;
723         ndn->dn_bonuslen = odn->dn_bonuslen;
724         ndn->dn_bonustype = odn->dn_bonustype;
725         ndn->dn_nblkptr = odn->dn_nblkptr;
726         ndn->dn_checksum = odn->dn_checksum;
727         ndn->dn_compress = odn->dn_compress;
728         ndn->dn_nlevels = odn->dn_nlevels;
729         ndn->dn_indblkshift = odn->dn_indblkshift;
730         ndn->dn_datablkshift = odn->dn_datablkshift;
731         ndn->dn_datablkszsec = odn->dn_datablkszsec;
732         ndn->dn_datablksz = odn->dn_datablksz;
733         ndn->dn_maxblkid = odn->dn_maxblkid;
734         bcopy(&odn->dn_next_nblkptr[0], &ndn->dn_next_nblkptr[0],
735             sizeof (odn->dn_next_nblkptr));
736         bcopy(&odn->dn_next_nlevels[0], &ndn->dn_next_nlevels[0],
737             sizeof (odn->dn_next_nlevels));
738         bcopy(&odn->dn_next_indblkshift[0], &ndn->dn_next_indblkshift[0],
739             sizeof (odn->dn_next_indblkshift));
740         bcopy(&odn->dn_next_bonustype[0], &ndn->dn_next_bonustype[0],
741             sizeof (odn->dn_next_bonustype));
742         bcopy(&odn->dn_rm_spillblk[0], &ndn->dn_rm_spillblk[0],
743             sizeof (odn->dn_rm_spillblk));
744         bcopy(&odn->dn_next_bonuslen[0], &ndn->dn_next_bonuslen[0],
745             sizeof (odn->dn_next_bonuslen));
746         bcopy(&odn->dn_next_blksz[0], &ndn->dn_next_blksz[0],
747             sizeof (odn->dn_next_blksz));
748         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
749                 list_move_tail(&ndn->dn_dirty_records[i],
750                     &odn->dn_dirty_records[i]);
751         }
752         bcopy(&odn->dn_free_ranges[0], &ndn->dn_free_ranges[0],
753             sizeof (odn->dn_free_ranges));
754         ndn->dn_allocated_txg = odn->dn_allocated_txg;
755         ndn->dn_free_txg = odn->dn_free_txg;
756         ndn->dn_assigned_txg = odn->dn_assigned_txg;
757         ndn->dn_dirtyctx = odn->dn_dirtyctx;
758         ndn->dn_dirtyctx_firstset = odn->dn_dirtyctx_firstset;
759         ASSERT(refcount_count(&odn->dn_tx_holds) == 0);
760         refcount_transfer(&ndn->dn_holds, &odn->dn_holds);
761         ASSERT(avl_is_empty(&ndn->dn_dbufs));
762         avl_swap(&ndn->dn_dbufs, &odn->dn_dbufs);
763         ndn->dn_dbufs_count = odn->dn_dbufs_count;
764         ndn->dn_unlisted_l0_blkid = odn->dn_unlisted_l0_blkid;
765         ndn->dn_bonus = odn->dn_bonus;
766         ndn->dn_have_spill = odn->dn_have_spill;
767         ndn->dn_zio = odn->dn_zio;
768         ndn->dn_oldused = odn->dn_oldused;
769         ndn->dn_oldflags = odn->dn_oldflags;
770         ndn->dn_olduid = odn->dn_olduid;
771         ndn->dn_oldgid = odn->dn_oldgid;
772         ndn->dn_newuid = odn->dn_newuid;
773         ndn->dn_newgid = odn->dn_newgid;
774         ndn->dn_id_flags = odn->dn_id_flags;
775         dmu_zfetch_init(&ndn->dn_zfetch, NULL);
776         list_move_tail(&ndn->dn_zfetch.zf_stream, &odn->dn_zfetch.zf_stream);
777         ndn->dn_zfetch.zf_dnode = odn->dn_zfetch.zf_dnode;
778
779         /*
780          * Update back pointers. Updating the handle fixes the back pointer of
781          * every descendant dbuf as well as the bonus dbuf.
782          */
783         ASSERT(ndn->dn_handle->dnh_dnode == odn);
784         ndn->dn_handle->dnh_dnode = ndn;
785         if (ndn->dn_zfetch.zf_dnode == odn) {
786                 ndn->dn_zfetch.zf_dnode = ndn;
787         }
788
789         /*
790          * Invalidate the original dnode by clearing all of its back pointers.
791          */
792         odn->dn_dbuf = NULL;
793         odn->dn_handle = NULL;
794         avl_create(&odn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
795             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
796         odn->dn_dbufs_count = 0;
797         odn->dn_unlisted_l0_blkid = 0;
798         odn->dn_bonus = NULL;
799         odn->dn_zfetch.zf_dnode = NULL;
800
801         /*
802          * Set the low bit of the objset pointer to ensure that dnode_move()
803          * recognizes the dnode as invalid in any subsequent callback.
804          */
805         POINTER_INVALIDATE(&odn->dn_objset);
806
807         /*
808          * Satisfy the destructor.
809          */
810         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
811                 list_create(&odn->dn_dirty_records[i],
812                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
813                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
814                 odn->dn_free_ranges[i] = NULL;
815                 odn->dn_next_nlevels[i] = 0;
816                 odn->dn_next_indblkshift[i] = 0;
817                 odn->dn_next_bonustype[i] = 0;
818                 odn->dn_rm_spillblk[i] = 0;
819                 odn->dn_next_bonuslen[i] = 0;
820                 odn->dn_next_blksz[i] = 0;
821         }
822         odn->dn_allocated_txg = 0;
823         odn->dn_free_txg = 0;
824         odn->dn_assigned_txg = 0;
825         odn->dn_dirtyctx = 0;
826         odn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
827         odn->dn_have_spill = B_FALSE;
828         odn->dn_zio = NULL;
829         odn->dn_oldused = 0;
830         odn->dn_oldflags = 0;
831         odn->dn_olduid = 0;
832         odn->dn_oldgid = 0;
833         odn->dn_newuid = 0;
834         odn->dn_newgid = 0;
835         odn->dn_id_flags = 0;
836
837         /*
838          * Mark the dnode.
839          */
840         ndn->dn_moved = 1;
841         odn->dn_moved = (uint8_t)-1;
842 }
843
844 #ifdef illumos
845 #ifdef  _KERNEL
846 /*ARGSUSED*/
847 static kmem_cbrc_t
848 dnode_move(void *buf, void *newbuf, size_t size, void *arg)
849 {
850         dnode_t *odn = buf, *ndn = newbuf;
851         objset_t *os;
852         int64_t refcount;
853         uint32_t dbufs;
854
855         /*
856          * The dnode is on the objset's list of known dnodes if the objset
857          * pointer is valid. We set the low bit of the objset pointer when
858          * freeing the dnode to invalidate it, and the memory patterns written
859          * by kmem (baddcafe and deadbeef) set at least one of the two low bits.
860          * A newly created dnode sets the objset pointer last of all to indicate
861          * that the dnode is known and in a valid state to be moved by this
862          * function.
863          */
864         os = odn->dn_objset;
865         if (!POINTER_IS_VALID(os)) {
866                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_invalid);
867                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
868         }
869
870         /*
871          * Ensure that the objset does not go away during the move.
872          */
873         rw_enter(&os_lock, RW_WRITER);
874         if (os != odn->dn_objset) {
875                 rw_exit(&os_lock);
876                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_recheck1);
877                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
878         }
879
880         /*
881          * If the dnode is still valid, then so is the objset. We know that no
882          * valid objset can be freed while we hold os_lock, so we can safely
883          * ensure that the objset remains in use.
884          */
885         mutex_enter(&os->os_lock);
886
887         /*
888          * Recheck the objset pointer in case the dnode was removed just before
889          * acquiring the lock.
890          */
891         if (os != odn->dn_objset) {
892                 mutex_exit(&os->os_lock);
893                 rw_exit(&os_lock);
894                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_recheck2);
895                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
896         }
897
898         /*
899          * At this point we know that as long as we hold os->os_lock, the dnode
900          * cannot be freed and fields within the dnode can be safely accessed.
901          * The objset listing this dnode cannot go away as long as this dnode is
902          * on its list.
903          */
904         rw_exit(&os_lock);
905         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(odn->dn_object)) {
906                 mutex_exit(&os->os_lock);
907                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_special);
908                 return (KMEM_CBRC_NO);
909         }
910         ASSERT(odn->dn_dbuf != NULL); /* only "special" dnodes have no parent */
911
912         /*
913          * Lock the dnode handle to prevent the dnode from obtaining any new
914          * holds. This also prevents the descendant dbufs and the bonus dbuf
915          * from accessing the dnode, so that we can discount their holds. The
916          * handle is safe to access because we know that while the dnode cannot
917          * go away, neither can its handle. Once we hold dnh_zrlock, we can
918          * safely move any dnode referenced only by dbufs.
919          */
920         if (!zrl_tryenter(&odn->dn_handle->dnh_zrlock)) {
921                 mutex_exit(&os->os_lock);
922                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_handle);
923                 return (KMEM_CBRC_LATER);
924         }
925
926         /*
927          * Ensure a consistent view of the dnode's holds and the dnode's dbufs.
928          * We need to guarantee that there is a hold for every dbuf in order to
929          * determine whether the dnode is actively referenced. Falsely matching
930          * a dbuf to an active hold would lead to an unsafe move. It's possible
931          * that a thread already having an active dnode hold is about to add a
932          * dbuf, and we can't compare hold and dbuf counts while the add is in
933          * progress.
934          */
935         if (!rw_tryenter(&odn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER)) {
936                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
937                 mutex_exit(&os->os_lock);
938                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_rwlock);
939                 return (KMEM_CBRC_LATER);
940         }
941
942         /*
943          * A dbuf may be removed (evicted) without an active dnode hold. In that
944          * case, the dbuf count is decremented under the handle lock before the
945          * dbuf's hold is released. This order ensures that if we count the hold
946          * after the dbuf is removed but before its hold is released, we will
947          * treat the unmatched hold as active and exit safely. If we count the
948          * hold before the dbuf is removed, the hold is discounted, and the
949          * removal is blocked until the move completes.
950          */
951         refcount = refcount_count(&odn->dn_holds);
952         ASSERT(refcount >= 0);
953         dbufs = odn->dn_dbufs_count;
954
955         /* We can't have more dbufs than dnode holds. */
956         ASSERT3U(dbufs, <=, refcount);
957         DTRACE_PROBE3(dnode__move, dnode_t *, odn, int64_t, refcount,
958             uint32_t, dbufs);
959
960         if (refcount > dbufs) {
961                 rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
962                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
963                 mutex_exit(&os->os_lock);
964                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_active);
965                 return (KMEM_CBRC_LATER);
966         }
967
968         rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
969
970         /*
971          * At this point we know that anyone with a hold on the dnode is not
972          * actively referencing it. The dnode is known and in a valid state to
973          * move. We're holding the locks needed to execute the critical section.
974          */
975         dnode_move_impl(odn, ndn);
976
977         list_link_replace(&odn->dn_link, &ndn->dn_link);
978         /* If the dnode was safe to move, the refcount cannot have changed. */
979         ASSERT(refcount == refcount_count(&ndn->dn_holds));
980         ASSERT(dbufs == ndn->dn_dbufs_count);
981         zrl_exit(&ndn->dn_handle->dnh_zrlock); /* handle has moved */
982         mutex_exit(&os->os_lock);
983
984         return (KMEM_CBRC_YES);
985 }
986 #endif  /* _KERNEL */
987 #endif  /* illumos */
988
989 void
990 dnode_special_close(dnode_handle_t *dnh)
991 {
992         dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
993
994         /*
995          * Wait for final references to the dnode to clear.  This can
996          * only happen if the arc is asyncronously evicting state that
997          * has a hold on this dnode while we are trying to evict this
998          * dnode.
999          */
1000         while (refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
1001                 delay(1);
1002         ASSERT(dn->dn_dbuf == NULL ||
1003             dmu_buf_get_user(&dn->dn_dbuf->db) == NULL);
1004         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1005         dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
1006         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1007         dnh->dnh_dnode = NULL;
1008 }
1009
1010 void
1011 dnode_special_open(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object,
1012     dnode_handle_t *dnh)
1013 {
1014         dnode_t *dn;
1015
1016         dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object, dnh);
1017         zrl_init(&dnh->dnh_zrlock);
1018         DNODE_VERIFY(dn);
1019 }
1020
1021 static void
1022 dnode_buf_pageout(void *dbu)
1023 {
1024         dnode_children_t *children_dnodes = dbu;
1025         int i;
1026
1027         for (i = 0; i < children_dnodes->dnc_count; i++) {
1028                 dnode_handle_t *dnh = &children_dnodes->dnc_children[i];
1029                 dnode_t *dn;
1030
1031                 /*
1032                  * The dnode handle lock guards against the dnode moving to
1033                  * another valid address, so there is no need here to guard
1034                  * against changes to or from NULL.
1035                  */
1036                 if (dnh->dnh_dnode == NULL) {
1037                         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1038                         continue;
1039                 }
1040
1041                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1042                 dn = dnh->dnh_dnode;
1043                 /*
1044                  * If there are holds on this dnode, then there should
1045                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
1046                  * it wouldn't be eligible for eviction and this function
1047                  * would not have been called.
1048                  */
1049                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
1050                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
1051
1052                 dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
1053                 zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1054                 dnh->dnh_dnode = NULL;
1055         }
1056         kmem_free(children_dnodes, sizeof (dnode_children_t) +
1057             children_dnodes->dnc_count * sizeof (dnode_handle_t));
1058 }
1059
1060 /*
1061  * errors:
1062  * EINVAL - invalid object number.
1063  * EIO - i/o error.
1064  * succeeds even for free dnodes.
1065  */
1066 int
1067 dnode_hold_impl(objset_t *os, uint64_t object, int flag,
1068     void *tag, dnode_t **dnp)
1069 {
1070         int epb, idx, err;
1071         int drop_struct_lock = FALSE;
1072         int type;
1073         uint64_t blk;
1074         dnode_t *mdn, *dn;
1075         dmu_buf_impl_t *db;
1076         dnode_children_t *children_dnodes;
1077         dnode_handle_t *dnh;
1078
1079         /*
1080          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
1081          * be asking the DMU to do *anything* unless it's the root pool
1082          * which may require us to read from the root filesystem while
1083          * holding some (not all) of the locks as writer.
1084          */
1085         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0 ||
1086             (spa_is_root(os->os_spa) &&
1087             spa_config_held(os->os_spa, SCL_STATE, RW_WRITER)));
1088
1089         if (object == DMU_USERUSED_OBJECT || object == DMU_GROUPUSED_OBJECT) {
1090                 dn = (object == DMU_USERUSED_OBJECT) ?
1091                     DMU_USERUSED_DNODE(os) : DMU_GROUPUSED_DNODE(os);
1092                 if (dn == NULL)
1093                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1094                 type = dn->dn_type;
1095                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE)
1096                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1097                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)
1098                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1099                 DNODE_VERIFY(dn);
1100                 (void) refcount_add(&dn->dn_holds, tag);
1101                 *dnp = dn;
1102                 return (0);
1103         }
1104
1105         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
1106                 return (SET_ERROR(EINVAL));
1107
1108         mdn = DMU_META_DNODE(os);
1109         ASSERT(mdn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1110
1111         DNODE_VERIFY(mdn);
1112
1113         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
1114                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1115                 drop_struct_lock = TRUE;
1116         }
1117
1118         blk = dbuf_whichblock(mdn, 0, object * sizeof (dnode_phys_t));
1119
1120         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
1121         if (drop_struct_lock)
1122                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
1123         if (db == NULL)
1124                 return (SET_ERROR(EIO));
1125         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL);
1126         if (err) {
1127                 dbuf_rele(db, FTAG);
1128                 return (err);
1129         }
1130
1131         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
1132         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1133
1134         idx = object & (epb-1);
1135
1136         ASSERT(DB_DNODE(db)->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1137         children_dnodes = dmu_buf_get_user(&db->db);
1138         if (children_dnodes == NULL) {
1139                 int i;
1140                 dnode_children_t *winner;
1141                 children_dnodes = kmem_zalloc(sizeof (dnode_children_t) +
1142                     epb * sizeof (dnode_handle_t), KM_SLEEP);
1143                 children_dnodes->dnc_count = epb;
1144                 dnh = &children_dnodes->dnc_children[0];
1145                 for (i = 0; i < epb; i++) {
1146                         zrl_init(&dnh[i].dnh_zrlock);
1147                 }
1148                 dmu_buf_init_user(&children_dnodes->dnc_dbu,
1149                     dnode_buf_pageout, NULL);
1150                 winner = dmu_buf_set_user(&db->db, &children_dnodes->dnc_dbu);
1151                 if (winner != NULL) {
1152
1153                         for (i = 0; i < epb; i++) {
1154                                 zrl_destroy(&dnh[i].dnh_zrlock);
1155                         }
1156
1157                         kmem_free(children_dnodes, sizeof (dnode_children_t) +
1158                             epb * sizeof (dnode_handle_t));
1159                         children_dnodes = winner;
1160                 }
1161         }
1162         ASSERT(children_dnodes->dnc_count == epb);
1163
1164         dnh = &children_dnodes->dnc_children[idx];
1165         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1166         dn = dnh->dnh_dnode;
1167         if (dn == NULL) {
1168                 dnode_phys_t *phys = (dnode_phys_t *)db->db.db_data+idx;
1169
1170                 dn = dnode_create(os, phys, db, object, dnh);
1171         }
1172
1173         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1174         type = dn->dn_type;
1175         if (dn->dn_free_txg ||
1176             ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE) ||
1177             ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) &&
1178             (type != DMU_OT_NONE || !refcount_is_zero(&dn->dn_holds)))) {
1179                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1180                 zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1181                 dbuf_rele(db, FTAG);
1182                 return (type == DMU_OT_NONE ? ENOENT : EEXIST);
1183         }
1184         if (refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
1185                 dbuf_add_ref(db, dnh);
1186         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1187
1188         /* Now we can rely on the hold to prevent the dnode from moving. */
1189         zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1190
1191         DNODE_VERIFY(dn);
1192         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
1193         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
1194         dbuf_rele(db, FTAG);
1195
1196         *dnp = dn;
1197         return (0);
1198 }
1199
1200 /*
1201  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
1202  */
1203 int
1204 dnode_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dnode_t **dnp)
1205 {
1206         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, tag, dnp));
1207 }
1208
1209 /*
1210  * Can only add a reference if there is already at least one
1211  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
1212  * new reference.
1213  */
1214 boolean_t
1215 dnode_add_ref(dnode_t *dn, void *tag)
1216 {
1217         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1218         if (refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
1219                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1220                 return (FALSE);
1221         }
1222         VERIFY(1 < refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
1223         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1224         return (TRUE);
1225 }
1226
1227 void
1228 dnode_rele(dnode_t *dn, void *tag)
1229 {
1230         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1231         dnode_rele_and_unlock(dn, tag);
1232 }
1233
1234 void
1235 dnode_rele_and_unlock(dnode_t *dn, void *tag)
1236 {
1237         uint64_t refs;
1238         /* Get while the hold prevents the dnode from moving. */
1239         dmu_buf_impl_t *db = dn->dn_dbuf;
1240         dnode_handle_t *dnh = dn->dn_handle;
1241
1242         refs = refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
1243         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1244
1245         /*
1246          * It's unsafe to release the last hold on a dnode by dnode_rele() or
1247          * indirectly by dbuf_rele() while relying on the dnode handle to
1248          * prevent the dnode from moving, since releasing the last hold could
1249          * result in the dnode's parent dbuf evicting its dnode handles. For
1250          * that reason anyone calling dnode_rele() or dbuf_rele() without some
1251          * other direct or indirect hold on the dnode must first drop the dnode
1252          * handle.
1253          */
1254         ASSERT(refs > 0 || dnh->dnh_zrlock.zr_owner != curthread);
1255
1256         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
1257         if (refs == 0 && db != NULL) {
1258                 /*
1259                  * Another thread could add a hold to the dnode handle in
1260                  * dnode_hold_impl() while holding the parent dbuf. Since the
1261                  * hold on the parent dbuf prevents the handle from being
1262                  * destroyed, the hold on the handle is OK. We can't yet assert
1263                  * that the handle has zero references, but that will be
1264                  * asserted anyway when the handle gets destroyed.
1265                  */
1266                 dbuf_rele(db, dnh);
1267         }
1268 }
1269
1270 void
1271 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1272 {
1273         objset_t *os = dn->dn_objset;
1274         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1275
1276         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
1277                 dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1278                 return;
1279         }
1280
1281         DNODE_VERIFY(dn);
1282
1283 #ifdef ZFS_DEBUG
1284         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1285         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
1286         ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg);
1287         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1288 #endif
1289
1290         /*
1291          * Determine old uid/gid when necessary
1292          */
1293         dmu_objset_userquota_get_ids(dn, B_TRUE, tx);
1294
1295         mutex_enter(&os->os_lock);
1296
1297         /*
1298          * If we are already marked dirty, we're done.
1299          */
1300         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
1301                 mutex_exit(&os->os_lock);
1302                 return;
1303         }
1304
1305         ASSERT(!refcount_is_zero(&dn->dn_holds) ||
1306             !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
1307         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
1308         ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[txg&TXG_MASK]);
1309         ASSERT0(dn->dn_next_blksz[txg&TXG_MASK]);
1310         ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[txg&TXG_MASK]);
1311
1312         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
1313             dn->dn_object, txg);
1314
1315         if (dn->dn_free_txg > 0 && dn->dn_free_txg <= txg) {
1316                 list_insert_tail(&os->os_free_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
1317         } else {
1318                 list_insert_tail(&os->os_dirty_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
1319         }
1320
1321         mutex_exit(&os->os_lock);
1322
1323         /*
1324          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
1325          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
1326          * dbuf maintains a hold on the dnode.  When the last child
1327          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
1328          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
1329          * dnode will hang around after we finish processing its
1330          * children.
1331          */
1332         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
1333
1334         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
1335
1336         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1337 }
1338
1339 void
1340 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1341 {
1342         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1343
1344         dprintf("dn=%p txg=%llu\n", dn, tx->tx_txg);
1345
1346         /* we should be the only holder... hopefully */
1347         /* ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), ==, 1); */
1348
1349         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1350         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
1351                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1352                 return;
1353         }
1354         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
1355         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1356
1357         /*
1358          * If the dnode is already dirty, it needs to be moved from
1359          * the dirty list to the free list.
1360          */
1361         mutex_enter(&dn->dn_objset->os_lock);
1362         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txgoff])) {
1363                 list_remove(&dn->dn_objset->os_dirty_dnodes[txgoff], dn);
1364                 list_insert_tail(&dn->dn_objset->os_free_dnodes[txgoff], dn);
1365                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
1366         } else {
1367                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
1368                 dnode_setdirty(dn, tx);
1369         }
1370 }
1371
1372 /*
1373  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
1374  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
1375  */
1376 int
1377 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
1378 {
1379         dmu_buf_impl_t *db;
1380         int err;
1381
1382         ASSERT3U(size, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
1383         if (size == 0)
1384                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
1385         else
1386                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
1387
1388         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
1389                 ibs = 0;
1390
1391         if (size >> SPA_MINBLOCKSHIFT == dn->dn_datablkszsec && ibs == 0)
1392                 return (0);
1393
1394         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1395
1396         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
1397         if (dn->dn_maxblkid != 0)
1398                 goto fail;
1399
1400         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1401         for (db = avl_first(&dn->dn_dbufs); db != NULL;
1402             db = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db)) {
1403                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1404                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1405                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1406                         goto fail;
1407                 }
1408         }
1409         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1410
1411         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
1412                 goto fail;
1413
1414         /* resize the old block */
1415         err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FALSE, FTAG, &db);
1416         if (err == 0)
1417                 dbuf_new_size(db, size, tx);
1418         else if (err != ENOENT)
1419                 goto fail;
1420
1421         dnode_setdblksz(dn, size);
1422         dnode_setdirty(dn, tx);
1423         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = size;
1424         if (ibs) {
1425                 dn->dn_indblkshift = ibs;
1426                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg&TXG_MASK] = ibs;
1427         }
1428         /* rele after we have fixed the blocksize in the dnode */
1429         if (db)
1430                 dbuf_rele(db, FTAG);
1431
1432         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1433         return (0);
1434
1435 fail:
1436         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1437         return (SET_ERROR(ENOTSUP));
1438 }
1439
1440 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
1441 void
1442 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read)
1443 {
1444         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1445         int epbs, new_nlevels;
1446         uint64_t sz;
1447
1448         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1449
1450         ASSERT(have_read ?
1451             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
1452             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1453
1454         /*
1455          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
1456          * before upgrading to a write-lock.
1457          */
1458         if (have_read) {
1459                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
1460                         return;
1461
1462                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1463                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1464                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1465                 }
1466         }
1467
1468         if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
1469                 goto out;
1470
1471         dn->dn_maxblkid = blkid;
1472
1473         /*
1474          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
1475          */
1476         new_nlevels = 1;
1477         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1478         for (sz = dn->dn_nblkptr;
1479             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
1480                 new_nlevels++;
1481
1482         if (new_nlevels > dn->dn_nlevels) {
1483                 int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
1484                 dmu_buf_impl_t *db;
1485                 list_t *list;
1486                 dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
1487
1488                 dn->dn_nlevels = new_nlevels;
1489
1490                 ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
1491                 dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
1492
1493                 /* dirty the left indirects */
1494                 db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
1495                 ASSERT(db != NULL);
1496                 new = dbuf_dirty(db, tx);
1497                 dbuf_rele(db, FTAG);
1498
1499                 /* transfer the dirty records to the new indirect */
1500                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1501                 mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
1502                 list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
1503                 for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
1504                         dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1505                         if (dr->dr_dbuf->db_level != new_nlevels-1 &&
1506                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1507                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1508                                 ASSERT(dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels-1);
1509                                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1510                                 list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
1511                                 dr->dr_parent = new;
1512                         }
1513                 }
1514                 mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
1515                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1516         }
1517
1518 out:
1519         if (have_read)
1520                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
1521 }
1522
1523 static void
1524 dnode_dirty_l1(dnode_t *dn, uint64_t l1blkid, dmu_tx_t *tx)
1525 {
1526         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dn, 1, l1blkid, FTAG);
1527         if (db != NULL) {
1528                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1529                 dbuf_rele(db, FTAG);
1530         }
1531 }
1532
1533 void
1534 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
1535 {
1536         dmu_buf_impl_t *db;
1537         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
1538         int blksz, blkshift, head, tail;
1539         int trunc = FALSE;
1540         int epbs;
1541
1542         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1543         blksz = dn->dn_datablksz;
1544         blkshift = dn->dn_datablkshift;
1545         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1546
1547         if (len == DMU_OBJECT_END) {
1548                 len = UINT64_MAX - off;
1549                 trunc = TRUE;
1550         }
1551
1552         /*
1553          * First, block align the region to free:
1554          */
1555         if (ISP2(blksz)) {
1556                 head = P2NPHASE(off, blksz);
1557                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
1558                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1559                         goto out;
1560         } else {
1561                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
1562                 if (off == 0 && len >= blksz) {
1563                         /*
1564                          * Freeing the whole block; fast-track this request.
1565                          * Note that we won't dirty any indirect blocks,
1566                          * which is fine because we will be freeing the entire
1567                          * file and thus all indirect blocks will be freed
1568                          * by free_children().
1569                          */
1570                         blkid = 0;
1571                         nblks = 1;
1572                         goto done;
1573                 } else if (off >= blksz) {
1574                         /* Freeing past end-of-data */
1575                         goto out;
1576                 } else {
1577                         /* Freeing part of the block. */
1578                         head = blksz - off;
1579                         ASSERT3U(head, >, 0);
1580                 }
1581                 blkoff = off;
1582         }
1583         /* zero out any partial block data at the start of the range */
1584         if (head) {
1585                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
1586                 if (len < head)
1587                         head = len;
1588                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, 0, off),
1589                     TRUE, FALSE, FTAG, &db) == 0) {
1590                         caddr_t data;
1591
1592                         /* don't dirty if it isn't on disk and isn't dirty */
1593                         if (db->db_last_dirty ||
1594                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1595                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1596                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1597                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1598                                 data = db->db.db_data;
1599                                 bzero(data + blkoff, head);
1600                         }
1601                         dbuf_rele(db, FTAG);
1602                 }
1603                 off += head;
1604                 len -= head;
1605         }
1606
1607         /* If the range was less than one block, we're done */
1608         if (len == 0)
1609                 goto out;
1610
1611         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
1612         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1613                 goto out;
1614
1615         ASSERT(ISP2(blksz));
1616         if (trunc)
1617                 tail = 0;
1618         else
1619                 tail = P2PHASE(len, blksz);
1620
1621         ASSERT0(P2PHASE(off, blksz));
1622         /* zero out any partial block data at the end of the range */
1623         if (tail) {
1624                 if (len < tail)
1625                         tail = len;
1626                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, 0, off+len),
1627                     TRUE, FALSE, FTAG, &db) == 0) {
1628                         /* don't dirty if not on disk and not dirty */
1629                         if (db->db_last_dirty ||
1630                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1631                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1632                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1633                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1634                                 bzero(db->db.db_data, tail);
1635                         }
1636                         dbuf_rele(db, FTAG);
1637                 }
1638                 len -= tail;
1639         }
1640
1641         /* If the range did not include a full block, we are done */
1642         if (len == 0)
1643                 goto out;
1644
1645         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
1646         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
1647         blkid = off >> blkshift;
1648         nblks = len >> blkshift;
1649         if (trunc)
1650                 nblks += 1;
1651
1652         /*
1653          * Dirty all the indirect blocks in this range.  Note that only
1654          * the first and last indirect blocks can actually be written
1655          * (if they were partially freed) -- they must be dirtied, even if
1656          * they do not exist on disk yet.  The interior blocks will
1657          * be freed by free_children(), so they will not actually be written.
1658          * Even though these interior blocks will not be written, we
1659          * dirty them for two reasons:
1660          *
1661          *  - It ensures that the indirect blocks remain in memory until
1662          *    syncing context.  (They have already been prefetched by
1663          *    dmu_tx_hold_free(), so we don't have to worry about reading
1664          *    them serially here.)
1665          *
1666          *  - The dirty space accounting will put pressure on the txg sync
1667          *    mechanism to begin syncing, and to delay transactions if there
1668          *    is a large amount of freeing.  Even though these indirect
1669          *    blocks will not be written, we could need to write the same
1670          *    amount of space if we copy the freed BPs into deadlists.
1671          */
1672         if (dn->dn_nlevels > 1) {
1673                 uint64_t first, last;
1674
1675                 first = blkid >> epbs;
1676                 dnode_dirty_l1(dn, first, tx);
1677                 if (trunc)
1678                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
1679                 else
1680                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
1681                 if (last != first)
1682                         dnode_dirty_l1(dn, last, tx);
1683
1684                 int shift = dn->dn_datablkshift + dn->dn_indblkshift -
1685                     SPA_BLKPTRSHIFT;
1686                 for (uint64_t i = first + 1; i < last; i++) {
1687                         /*
1688                          * Set i to the blockid of the next non-hole
1689                          * level-1 indirect block at or after i.  Note
1690                          * that dnode_next_offset() operates in terms of
1691                          * level-0-equivalent bytes.
1692                          */
1693                         uint64_t ibyte = i << shift;
1694                         int err = dnode_next_offset(dn, DNODE_FIND_HAVELOCK,
1695                             &ibyte, 2, 1, 0);
1696                         i = ibyte >> shift;
1697                         if (i >= last)
1698                                 break;
1699
1700                         /*
1701                          * Normally we should not see an error, either
1702                          * from dnode_next_offset() or dbuf_hold_level()
1703                          * (except for ESRCH from dnode_next_offset).
1704                          * If there is an i/o error, then when we read
1705                          * this block in syncing context, it will use
1706                          * ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, and thus hang/panic according
1707                          * to the "failmode" property.  dnode_next_offset()
1708                          * doesn't have a flag to indicate MUSTSUCCEED.
1709                          */
1710                         if (err != 0)
1711                                 break;
1712
1713                         dnode_dirty_l1(dn, i, tx);
1714                 }
1715         }
1716
1717 done:
1718         /*
1719          * Add this range to the dnode range list.
1720          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
1721          */
1722         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1723         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1724         if (dn->dn_free_ranges[txgoff] == NULL) {
1725                 dn->dn_free_ranges[txgoff] =
1726                     range_tree_create(NULL, NULL, &dn->dn_mtx);
1727         }
1728         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
1729         range_tree_add(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
1730         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
1731             blkid, nblks, tx->tx_txg);
1732         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1733
1734         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
1735         dnode_setdirty(dn, tx);
1736 out:
1737
1738         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1739 }
1740
1741 static boolean_t
1742 dnode_spill_freed(dnode_t *dn)
1743 {
1744         int i;
1745
1746         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1747         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1748                 if (dn->dn_rm_spillblk[i] == DN_KILL_SPILLBLK)
1749                         break;
1750         }
1751         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1752         return (i < TXG_SIZE);
1753 }
1754
1755 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
1756 uint64_t
1757 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
1758 {
1759         void *dp = spa_get_dsl(dn->dn_objset->os_spa);
1760         int i;
1761
1762         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID)
1763                 return (FALSE);
1764
1765         /*
1766          * If we're in the process of opening the pool, dp will not be
1767          * set yet, but there shouldn't be anything dirty.
1768          */
1769         if (dp == NULL)
1770                 return (FALSE);
1771
1772         if (dn->dn_free_txg)
1773                 return (TRUE);
1774
1775         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1776                 return (dnode_spill_freed(dn));
1777
1778         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1779         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1780                 if (dn->dn_free_ranges[i] != NULL &&
1781                     range_tree_contains(dn->dn_free_ranges[i], blkid, 1))
1782                         break;
1783         }
1784         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1785         return (i < TXG_SIZE);
1786 }
1787
1788 /* call from syncing context when we actually write/free space for this dnode */
1789 void
1790 dnode_diduse_space(dnode_t *dn, int64_t delta)
1791 {
1792         uint64_t space;
1793         dprintf_dnode(dn, "dn=%p dnp=%p used=%llu delta=%lld\n",
1794             dn, dn->dn_phys,
1795             (u_longlong_t)dn->dn_phys->dn_used,
1796             (longlong_t)delta);
1797
1798         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1799         space = DN_USED_BYTES(dn->dn_phys);
1800         if (delta > 0) {
1801                 ASSERT3U(space + delta, >=, space); /* no overflow */
1802         } else {
1803                 ASSERT3U(space, >=, -delta); /* no underflow */
1804         }
1805         space += delta;
1806         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_DNODE_BYTES) {
1807                 ASSERT((dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) == 0);
1808                 ASSERT0(P2PHASE(space, 1<<DEV_BSHIFT));
1809                 dn->dn_phys->dn_used = space >> DEV_BSHIFT;
1810         } else {
1811                 dn->dn_phys->dn_used = space;
1812                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_USED_BYTES;
1813         }
1814         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1815 }
1816
1817 /*
1818  * Call when we think we're going to write/free space in open context to track
1819  * the amount of memory in use by the currently open txg.
1820  */
1821 void
1822 dnode_willuse_space(dnode_t *dn, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
1823 {
1824         objset_t *os = dn->dn_objset;
1825         dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
1826         int64_t aspace = spa_get_asize(os->os_spa, space);
1827
1828         if (ds != NULL) {
1829                 dsl_dir_willuse_space(ds->ds_dir, aspace, tx);
1830                 dsl_pool_dirty_space(dmu_tx_pool(tx), space, tx);
1831         }
1832
1833         dmu_tx_willuse_space(tx, aspace);
1834 }
1835
1836 /*
1837  * Scans a block at the indicated "level" looking for a hole or data,
1838  * depending on 'flags'.
1839  *
1840  * If level > 0, then we are scanning an indirect block looking at its
1841  * pointers.  If level == 0, then we are looking at a block of dnodes.
1842  *
1843  * If we don't find what we are looking for in the block, we return ESRCH.
1844  * Otherwise, return with *offset pointing to the beginning (if searching
1845  * forwards) or end (if searching backwards) of the range covered by the
1846  * block pointer we matched on (or dnode).
1847  *
1848  * The basic search algorithm used below by dnode_next_offset() is to
1849  * use this function to search up the block tree (widen the search) until
1850  * we find something (i.e., we don't return ESRCH) and then search back
1851  * down the tree (narrow the search) until we reach our original search
1852  * level.
1853  */
1854 static int
1855 dnode_next_offset_level(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1856     int lvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1857 {
1858         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
1859         void *data = NULL;
1860         uint64_t epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1861         uint64_t epb = 1ULL << epbs;
1862         uint64_t minfill, maxfill;
1863         boolean_t hole;
1864         int i, inc, error, span;
1865
1866         dprintf("probing object %llu offset %llx level %d of %u\n",
1867             dn->dn_object, *offset, lvl, dn->dn_phys->dn_nlevels);
1868
1869         hole = ((flags & DNODE_FIND_HOLE) != 0);
1870         inc = (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS) ? -1 : 1;
1871         ASSERT(txg == 0 || !hole);
1872
1873         if (lvl == dn->dn_phys->dn_nlevels) {
1874                 error = 0;
1875                 epb = dn->dn_phys->dn_nblkptr;
1876                 data = dn->dn_phys->dn_blkptr;
1877         } else {
1878                 uint64_t blkid = dbuf_whichblock(dn, lvl, *offset);
1879                 error = dbuf_hold_impl(dn, lvl, blkid, TRUE, FALSE, FTAG, &db);
1880                 if (error) {
1881                         if (error != ENOENT)
1882                                 return (error);
1883                         if (hole)
1884                                 return (0);
1885                         /*
1886                          * This can only happen when we are searching up
1887                          * the block tree for data.  We don't really need to
1888                          * adjust the offset, as we will just end up looking
1889                          * at the pointer to this block in its parent, and its
1890                          * going to be unallocated, so we will skip over it.
1891                          */
1892                         return (SET_ERROR(ESRCH));
1893                 }
1894                 error = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL | DB_RF_HAVESTRUCT);
1895                 if (error) {
1896                         dbuf_rele(db, FTAG);
1897                         return (error);
1898                 }
1899                 data = db->db.db_data;
1900         }
1901
1902
1903         if (db != NULL && txg != 0 && (db->db_blkptr == NULL ||
1904             db->db_blkptr->blk_birth <= txg ||
1905             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1906                 /*
1907                  * This can only happen when we are searching up the tree
1908                  * and these conditions mean that we need to keep climbing.
1909                  */
1910                 error = SET_ERROR(ESRCH);
1911         } else if (lvl == 0) {
1912                 dnode_phys_t *dnp = data;
1913                 span = DNODE_SHIFT;
1914                 ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1915
1916                 for (i = (*offset >> span) & (blkfill - 1);
1917                     i >= 0 && i < blkfill; i += inc) {
1918                         if ((dnp[i].dn_type == DMU_OT_NONE) == hole)
1919                                 break;
1920                         *offset += (1ULL << span) * inc;
1921                 }
1922                 if (i < 0 || i == blkfill)
1923                         error = SET_ERROR(ESRCH);
1924         } else {
1925                 blkptr_t *bp = data;
1926                 uint64_t start = *offset;
1927                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
1928                 minfill = 0;
1929                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
1930
1931                 if (hole)
1932                         maxfill--;
1933                 else
1934                         minfill++;
1935
1936                 *offset = *offset >> span;
1937                 for (i = BF64_GET(*offset, 0, epbs);
1938                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
1939                         if (BP_GET_FILL(&bp[i]) >= minfill &&
1940                             BP_GET_FILL(&bp[i]) <= maxfill &&
1941                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
1942                                 break;
1943                         if (inc > 0 || *offset > 0)
1944                                 *offset += inc;
1945                 }
1946                 *offset = *offset << span;
1947                 if (inc < 0) {
1948                         /* traversing backwards; position offset at the end */
1949                         ASSERT3U(*offset, <=, start);
1950                         *offset = MIN(*offset + (1ULL << span) - 1, start);
1951                 } else if (*offset < start) {
1952                         *offset = start;
1953                 }
1954                 if (i < 0 || i >= epb)
1955                         error = SET_ERROR(ESRCH);
1956         }
1957
1958         if (db)
1959                 dbuf_rele(db, FTAG);
1960
1961         return (error);
1962 }
1963
1964 /*
1965  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
1966  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
1967  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
1968  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
1969  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
1970  *
1971  * Examples:
1972  *
1973  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
1974  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
1975  *      Used in dmu_offset_next().
1976  *
1977  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
1978  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
1979  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
1980  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
1981  *      Used in dmu_object_next().
1982  *
1983  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
1984  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
1985  *      Used in dmu_object_alloc().
1986  */
1987 int
1988 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1989     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1990 {
1991         uint64_t initial_offset = *offset;
1992         int lvl, maxlvl;
1993         int error = 0;
1994
1995         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1996                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1997
1998         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
1999                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2000                 goto out;
2001         }
2002
2003         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
2004                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
2005                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
2006                                 *offset = dn->dn_datablksz;
2007                 } else {
2008                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2009                 }
2010                 goto out;
2011         }
2012
2013         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2014
2015         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
2016                 error = dnode_next_offset_level(dn,
2017                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
2018                 if (error != ESRCH)
2019                         break;
2020         }
2021
2022         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
2023                 error = dnode_next_offset_level(dn,
2024                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
2025         }
2026
2027         /*
2028          * There's always a "virtual hole" at the end of the object, even
2029          * if all BP's which physically exist are non-holes.
2030          */
2031         if ((flags & DNODE_FIND_HOLE) && error == ESRCH && txg == 0 &&
2032             minlvl == 1 && blkfill == 1 && !(flags & DNODE_FIND_BACKWARDS)) {
2033                 error = 0;
2034         }
2035
2036         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
2037             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
2038                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2039 out:
2040         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
2041                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2042
2043         return (error);
2044 }