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(DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_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         ASSERT(dn->dn_oldphys == NULL);
 324
 325         mutex_enter(&os->os_lock);
 326         list_remove(&os->os_dnodes, dn);
 327         mutex_exit(&os->os_lock);
 328
 329         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
 330                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 331                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 332         }
 333         dmu_zfetch_rele(&dn->dn_zfetch);
 334         if (dn->dn_bonus) {
 335                 mutex_enter(&dn->dn_bonus->db_mtx);
 336                 dbuf_evict(dn->dn_bonus);
 337                 dn->dn_bonus = NULL;
 338         }
 339         kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
 340         arc_space_return(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
 341 }
 342
 343 void
 344 dnode_allocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize, int ibs,
 345     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
 346 {
 347         int i;
 348
 349         if (blocksize == 0)
 350                 blocksize = 1 << zfs_default_bs;
 351         else if (blocksize > SPA_MAXBLOCKSIZE)
 352                 blocksize = SPA_MAXBLOCKSIZE;
 353         else
 354                 blocksize = P2ROUNDUP(blocksize, SPA_MINBLOCKSIZE);
 355
 356         if (ibs == 0)
 357                 ibs = zfs_default_ibs;
 358
 359         ibs = MIN(MAX(ibs, DN_MIN_INDBLKSHIFT), DN_MAX_INDBLKSHIFT);
 360
 361         dprintf("os=%p obj=%llu txg=%llu blocksize=%d ibs=%d\n", dn->dn_objset,
 362             dn->dn_object, tx->tx_txg, blocksize, ibs);
 363
 364         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 365         ASSERT(bcmp(dn->dn_phys, &dnode_phys_zero, sizeof (dnode_phys_t)) == 0);
 366         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type == DMU_OT_NONE);
 367         ASSERT(ot != DMU_OT_NONE);
 368         ASSERT3U(ot, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 369         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 370             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
 371         ASSERT3U(bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 372         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 373         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 374         ASSERT3U(dn->dn_maxblkid, ==, 0);
 375         ASSERT3U(dn->dn_allocated_txg, ==, 0);
 376         ASSERT3U(dn->dn_assigned_txg, ==, 0);
 377         ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 378         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), <=, 1);
 379         ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dbufs), ==, NULL);
 380
 381         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 382                 ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], ==, 0);
 383                 ASSERT3U(dn->dn_next_indblkshift[i], ==, 0);
 384                 ASSERT3U(dn->dn_next_bonuslen[i], ==, 0);
 385                 ASSERT3U(dn->dn_next_blksz[i], ==, 0);
 386                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 387                 ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dirty_records[i]), ==, NULL);
 388                 ASSERT3U(avl_numnodes(&dn->dn_ranges[i]), ==, 0);
 389         }
 390
 391         dn->dn_type = ot;
 392         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 393         dn->dn_indblkshift = ibs;
 394         dn->dn_nlevels = 1;
 395         dn->dn_nblkptr = 1 + ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
 396         dn->dn_bonustype = bonustype;
 397         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 398         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 399         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 400         dn->dn_dirtyctx = 0;
 401
 402         dn->dn_free_txg = 0;
 403         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
 404                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 405                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 406         }
 407
 408         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 409
 410         dnode_setdirty(dn, tx);
 411         dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
 412         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 413         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_datablksz;
 414 }
 415
 416 void
 417 dnode_reallocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize,
 418     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
 419 {
 420         int nblkptr;
 421
 422         ASSERT3U(blocksize, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 423         ASSERT3U(blocksize, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 424         ASSERT3U(blocksize % SPA_MINBLOCKSIZE, ==, 0);
 425         ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT || dmu_tx_private_ok(tx));
 426         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
 427         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 428             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
 429         ASSERT3U(bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 430         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 431
 432         /* clean up any unreferenced dbufs */
 433         dnode_evict_dbufs(dn);
 434
 435         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 436         dnode_setdirty(dn, tx);
 437         if (dn->dn_datablksz != blocksize) {
 438                 /* change blocksize */
 439                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0 &&
 440                     (BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
 441                     dnode_block_freed(dn, 0)));
 442                 dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 443                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = blocksize;
 444         }
 445         if (dn->dn_bonuslen != bonuslen)
 446                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonuslen;
 447         nblkptr = 1 + ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
 448         if (dn->dn_nblkptr != nblkptr)
 449                 dn->dn_next_nblkptr[tx->tx_txg&TXG_MASK] = nblkptr;
 450         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 451
 452         /* change type */
 453         dn->dn_type = ot;
 454
 455         /* change bonus size and type */
 456         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 457         dn->dn_bonustype = bonustype;
 458         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 459         dn->dn_nblkptr = nblkptr;
 460         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 461         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 462         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 463
 464         /* fix up the bonus db_size */
 465         if (dn->dn_bonus) {
 466                 dn->dn_bonus->db.db_size =
 467                     DN_MAX_BONUSLEN - (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 468                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
 469         }
 470
 471         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 472         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 473 }
 474
 475 void
 476 dnode_special_close(dnode_t *dn)
 477 {
 478         /*
 479          * Wait for final references to the dnode to clear.  This can
 480          * only happen if the arc is asyncronously evicting state that
 481          * has a hold on this dnode while we are trying to evict this
 482          * dnode.
 483          */
 484         while (refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
 485                 delay(1);
 486         dnode_destroy(dn);
 487 }
 488
 489 dnode_t *
 490 dnode_special_open(objset_impl_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object)
 491 {
 492         dnode_t *dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object);
 493         DNODE_VERIFY(dn);
 494         return (dn);
 495 }
 496
 497 static void
 498 dnode_buf_pageout(dmu_buf_t *db, void *arg)
 499 {
 500         dnode_t **children_dnodes = arg;
 501         int i;
 502         int epb = db->db_size >> DNODE_SHIFT;
 503
 504         for (i = 0; i < epb; i++) {
 505                 dnode_t *dn = children_dnodes[i];
 506                 int n;
 507
 508                 if (dn == NULL)
 509                         continue;
 510 #ifdef ZFS_DEBUG
 511                 /*
 512                  * If there are holds on this dnode, then there should
 513                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
 514                  * it wouldn't be eligable for eviction and this function
 515                  * would not have been called.
 516                  */
 517                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
 518                 ASSERT(list_head(&dn->dn_dbufs) == NULL);
 519                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 520
 521                 for (n = 0; n < TXG_SIZE; n++)
 522                         ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[n]));
 523 #endif
 524                 children_dnodes[i] = NULL;
 525                 dnode_destroy(dn);
 526         }
 527         kmem_free(children_dnodes, epb * sizeof (dnode_t *));
 528 }
 529
 530 /*
 531  * errors:
 532  * EINVAL - invalid object number.
 533  * EIO - i/o error.
 534  * succeeds even for free dnodes.
 535  */
 536 int
 537 dnode_hold_impl(objset_impl_t *os, uint64_t object, int flag,
 538     void *tag, dnode_t **dnp)
 539 {
 540         int epb, idx, err;
 541         int drop_struct_lock = FALSE;
 542         int type;
 543         uint64_t blk;
 544         dnode_t *mdn, *dn;
 545         dmu_buf_impl_t *db;
 546         dnode_t **children_dnodes;
 547
 548         /*
 549          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
 550          * be asking the DMU to do *anything*.
 551          */
 552         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0);
 553
 554         if (object == DMU_USERUSED_OBJECT || object == DMU_GROUPUSED_OBJECT) {
 555                 dn = (object == DMU_USERUSED_OBJECT) ?
 556                     os->os_userused_dnode : os->os_groupused_dnode;
 557                 if (dn == NULL)
 558                         return (ENOENT);
 559                 type = dn->dn_type;
 560                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE)
 561                         return (ENOENT);
 562                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)
 563                         return (EEXIST);
 564                 DNODE_VERIFY(dn);
 565                 (void) refcount_add(&dn->dn_holds, tag);
 566                 *dnp = dn;
 567                 return (0);
 568         }
 569
 570         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
 571                 return (EINVAL);
 572
 573         mdn = os->os_meta_dnode;
 574
 575         DNODE_VERIFY(mdn);
 576
 577         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
 578                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 579                 drop_struct_lock = TRUE;
 580         }
 581
 582         blk = dbuf_whichblock(mdn, object * sizeof (dnode_phys_t));
 583
 584         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
 585         if (drop_struct_lock)
 586                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
 587         if (db == NULL)
 588                 return (EIO);
 589         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL);
 590         if (err) {
 591                 dbuf_rele(db, FTAG);
 592                 return (err);
 593         }
 594
 595         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
 596         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
 597
 598         idx = object & (epb-1);
 599
 600         children_dnodes = dmu_buf_get_user(&db->db);
 601         if (children_dnodes == NULL) {
 602                 dnode_t **winner;
 603                 children_dnodes = kmem_zalloc(epb * sizeof (dnode_t *),
 604                     KM_SLEEP);
 605                 if (winner = dmu_buf_set_user(&db->db, children_dnodes, NULL,
 606                     dnode_buf_pageout)) {
 607                         kmem_free(children_dnodes, epb * sizeof (dnode_t *));
 608                         children_dnodes = winner;
 609                 }
 610         }
 611
 612         if ((dn = children_dnodes[idx]) == NULL) {
 613                 dnode_phys_t *dnp = (dnode_phys_t *)db->db.db_data+idx;
 614                 dnode_t *winner;
 615
 616                 dn = dnode_create(os, dnp, db, object);
 617                 winner = atomic_cas_ptr(&children_dnodes[idx], NULL, dn);
 618                 if (winner != NULL) {
 619                         dnode_destroy(dn);
 620                         dn = winner;
 621                 }
 622         }
 623
 624         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 625         type = dn->dn_type;
 626         if (dn->dn_free_txg ||
 627             ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE) ||
 628             ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) &&
 629             (type != DMU_OT_NONE || dn->dn_oldphys))) {
 630                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 631                 dbuf_rele(db, FTAG);
 632                 return (type == DMU_OT_NONE ? ENOENT : EEXIST);
 633         }
 634         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 635
 636         if (refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
 637                 dbuf_add_ref(db, dn);
 638
 639         DNODE_VERIFY(dn);
 640         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
 641         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
 642         dbuf_rele(db, FTAG);
 643
 644         *dnp = dn;
 645         return (0);
 646 }
 647
 648 /*
 649  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
 650  */
 651 int
 652 dnode_hold(objset_impl_t *os, uint64_t object, void *tag, dnode_t **dnp)
 653 {
 654         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, tag, dnp));
 655 }
 656
 657 /*
 658  * Can only add a reference if there is already at least one
 659  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
 660  * new reference.
 661  */
 662 boolean_t
 663 dnode_add_ref(dnode_t *dn, void *tag)
 664 {
 665         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 666         if (refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
 667                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 668                 return (FALSE);
 669         }
 670         VERIFY(1 < refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
 671         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 672         return (TRUE);
 673 }
 674
 675 void
 676 dnode_rele(dnode_t *dn, void *tag)
 677 {
 678         uint64_t refs;
 679
 680         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 681         refs = refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
 682         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 683         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
 684         if (refs == 0 && dn->dn_dbuf)
 685                 dbuf_rele(dn->dn_dbuf, dn);
 686 }
 687
 688 void
 689 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 690 {
 691         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
 692         uint64_t txg = tx->tx_txg;
 693
 694         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
 695                 dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
 696                 return;
 697         }
 698
 699         DNODE_VERIFY(dn);
 700
 701 #ifdef ZFS_DEBUG
 702         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 703         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
 704         /* ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg); */
 705         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 706 #endif
 707
 708         mutex_enter(&os->os_lock);
 709
 710         /*
 711          * If we are already marked dirty, we're done.
 712          */
 713         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
 714                 mutex_exit(&os->os_lock);
 715                 return;
 716         }
 717
 718         ASSERT(!refcount_is_zero(&dn->dn_holds) || list_head(&dn->dn_dbufs));
 719         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
 720         ASSERT3U(dn->dn_next_bonuslen[txg&TXG_MASK], ==, 0);
 721         ASSERT3U(dn->dn_next_blksz[txg&TXG_MASK], ==, 0);
 722
 723         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
 724             dn->dn_object, txg);
 725
 726         if (dn->dn_free_txg > 0 && dn->dn_free_txg <= txg) {
 727                 list_insert_tail(&os->os_free_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
 728         } else {
 729                 list_insert_tail(&os->os_dirty_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
 730         }
 731
 732         mutex_exit(&os->os_lock);
 733
 734         /*
 735          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
 736          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
 737          * dbuf maintaines a hold on the dnode.  When the last child
 738          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
 739          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
 740          * dnode will hang around after we finish processing its
 741          * children.
 742          */
 743         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
 744
 745         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
 746
 747         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
 748 }
 749
 750 void
 751 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 752 {
 753         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
 754
 755         dprintf("dn=%p txg=%llu\n", dn, tx->tx_txg);
 756
 757         /* we should be the only holder... hopefully */
 758         /* ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), ==, 1); */
 759
 760         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 761         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
 762                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 763                 return;
 764         }
 765         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
 766         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 767
 768         /*
 769          * If the dnode is already dirty, it needs to be moved from
 770          * the dirty list to the free list.
 771          */
 772         mutex_enter(&dn->dn_objset->os_lock);
 773         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txgoff])) {
 774                 list_remove(&dn->dn_objset->os_dirty_dnodes[txgoff], dn);
 775                 list_insert_tail(&dn->dn_objset->os_free_dnodes[txgoff], dn);
 776                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
 777         } else {
 778                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
 779                 dnode_setdirty(dn, tx);
 780         }
 781 }
 782
 783 /*
 784  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
 785  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
 786  */
 787 int
 788 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
 789 {
 790         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
 791         int err;
 792
 793         if (size == 0)
 794                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
 795         if (size > SPA_MAXBLOCKSIZE)
 796                 size = SPA_MAXBLOCKSIZE;
 797         else
 798                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
 799
 800         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
 801                 ibs = 0;
 802
 803         if (size >> SPA_MINBLOCKSHIFT == dn->dn_datablkszsec && ibs == 0)
 804                 return (0);
 805
 806         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 807
 808         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
 809         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid != 0)
 810                 goto fail;
 811
 812         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
 813         for (db = list_head(&dn->dn_dbufs); db; db = db_next) {
 814                 db_next = list_next(&dn->dn_dbufs, db);
 815
 816                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID) {
 817                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
 818                         goto fail;
 819                 }
 820         }
 821         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
 822
 823         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
 824                 goto fail;
 825
 826         /* resize the old block */
 827         err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FTAG, &db);
 828         if (err == 0)
 829                 dbuf_new_size(db, size, tx);
 830         else if (err != ENOENT)
 831                 goto fail;
 832
 833         dnode_setdblksz(dn, size);
 834         dnode_setdirty(dn, tx);
 835         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = size;
 836         if (ibs) {
 837                 dn->dn_indblkshift = ibs;
 838                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg&TXG_MASK] = ibs;
 839         }
 840         /* rele after we have fixed the blocksize in the dnode */
 841         if (db)
 842                 dbuf_rele(db, FTAG);
 843
 844         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 845         return (0);
 846
 847 fail:
 848         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 849         return (ENOTSUP);
 850 }
 851
 852 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
 853 void
 854 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read)
 855 {
 856         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
 857         int epbs, new_nlevels;
 858         uint64_t sz;
 859
 860         ASSERT(blkid != DB_BONUS_BLKID);
 861
 862         ASSERT(have_read ?
 863             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
 864             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
 865
 866         /*
 867          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
 868          * before upgrading to a write-lock.
 869          */
 870         if (have_read) {
 871                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
 872                         return;
 873
 874                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
 875                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 876                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 877                 }
 878         }
 879
 880         if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
 881                 goto out;
 882
 883         dn->dn_maxblkid = blkid;
 884
 885         /*
 886          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
 887          */
 888         new_nlevels = 1;
 889         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 890         for (sz = dn->dn_nblkptr;
 891             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
 892                 new_nlevels++;
 893
 894         if (new_nlevels > dn->dn_nlevels) {
 895                 int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
 896                 dmu_buf_impl_t *db;
 897                 list_t *list;
 898                 dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
 899
 900                 dn->dn_nlevels = new_nlevels;
 901
 902                 ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
 903                 dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
 904
 905                 /* dirty the left indirects */
 906                 db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
 907                 new = dbuf_dirty(db, tx);
 908                 dbuf_rele(db, FTAG);
 909
 910                 /* transfer the dirty records to the new indirect */
 911                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 912                 mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
 913                 list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
 914                 for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
 915                         dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
 916                         if (dr->dr_dbuf->db_level != new_nlevels-1 &&
 917                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DB_BONUS_BLKID) {
 918                                 ASSERT(dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels-1);
 919                                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
 920                                 list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
 921                                 dr->dr_parent = new;
 922                         }
 923                 }
 924                 mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
 925                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 926         }
 927
 928 out:
 929         if (have_read)
 930                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
 931 }
 932
 933 void
 934 dnode_clear_range(dnode_t *dn, uint64_t blkid, uint64_t nblks, dmu_tx_t *tx)
 935 {
 936         avl_tree_t *tree = &dn->dn_ranges[tx->tx_txg&TXG_MASK];
 937         avl_index_t where;
 938         free_range_t *rp;
 939         free_range_t rp_tofind;
 940         uint64_t endblk = blkid + nblks;
 941
 942         ASSERT(MUTEX_HELD(&dn->dn_mtx));
 943         ASSERT(nblks <= UINT64_MAX - blkid); /* no overflow */
 944
 945         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
 946             blkid, nblks, tx->tx_txg);
 947         rp_tofind.fr_blkid = blkid;
 948         rp = avl_find(tree, &rp_tofind, &where);
 949         if (rp == NULL)
 950                 rp = avl_nearest(tree, where, AVL_BEFORE);
 951         if (rp == NULL)
 952                 rp = avl_nearest(tree, where, AVL_AFTER);
 953
 954         while (rp && (rp->fr_blkid <= blkid + nblks)) {
 955                 uint64_t fr_endblk = rp->fr_blkid + rp->fr_nblks;
 956                 free_range_t *nrp = AVL_NEXT(tree, rp);
 957
 958                 if (blkid <= rp->fr_blkid && endblk >= fr_endblk) {
 959                         /* clear this entire range */
 960                         avl_remove(tree, rp);
 961                         kmem_free(rp, sizeof (free_range_t));
 962                 } else if (blkid <= rp->fr_blkid &&
 963                     endblk > rp->fr_blkid && endblk < fr_endblk) {
 964                         /* clear the beginning of this range */
 965                         rp->fr_blkid = endblk;
 966                         rp->fr_nblks = fr_endblk - endblk;
 967                 } else if (blkid > rp->fr_blkid && blkid < fr_endblk &&
 968                     endblk >= fr_endblk) {
 969                         /* clear the end of this range */
 970                         rp->fr_nblks = blkid - rp->fr_blkid;
 971                 } else if (blkid > rp->fr_blkid && endblk < fr_endblk) {
 972                         /* clear a chunk out of this range */
 973                         free_range_t *new_rp =
 974                             kmem_alloc(sizeof (free_range_t), KM_SLEEP);
 975
 976                         new_rp->fr_blkid = endblk;
 977                         new_rp->fr_nblks = fr_endblk - endblk;
 978                         avl_insert_here(tree, new_rp, rp, AVL_AFTER);
 979                         rp->fr_nblks = blkid - rp->fr_blkid;
 980                 }
 981                 /* there may be no overlap */
 982                 rp = nrp;
 983         }
 984 }
 985
 986 void
 987 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
 988 {
 989         dmu_buf_impl_t *db;
 990         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
 991         int blksz, blkshift, head, tail;
 992         int trunc = FALSE;
 993         int epbs;
 994
 995         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 996         blksz = dn->dn_datablksz;
 997         blkshift = dn->dn_datablkshift;
 998         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 999
1000         if (len == -1ULL) {
1001                 len = UINT64_MAX - off;
1002                 trunc = TRUE;
1003         }
1004
1005         /*
1006          * First, block align the region to free:
1007          */
1008         if (ISP2(blksz)) {
1009                 head = P2NPHASE(off, blksz);
1010                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
1011                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1012                         goto out;
1013         } else {
1014                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
1015                 if (off == 0 && len >= blksz) {
1016                         /* Freeing the whole block; fast-track this request */
1017                         blkid = 0;
1018                         nblks = 1;
1019                         goto done;
1020                 } else if (off >= blksz) {
1021                         /* Freeing past end-of-data */
1022                         goto out;
1023                 } else {
1024                         /* Freeing part of the block. */
1025                         head = blksz - off;
1026                         ASSERT3U(head, >, 0);
1027                 }
1028                 blkoff = off;
1029         }
1030         /* zero out any partial block data at the start of the range */
1031         if (head) {
1032                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
1033                 if (len < head)
1034                         head = len;
1035                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off), TRUE,
1036                     FTAG, &db) == 0) {
1037                         caddr_t data;
1038
1039                         /* don't dirty if it isn't on disk and isn't dirty */
1040                         if (db->db_last_dirty ||
1041                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1042                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1043                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1044                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1045                                 data = db->db.db_data;
1046                                 bzero(data + blkoff, head);
1047                         }
1048                         dbuf_rele(db, FTAG);
1049                 }
1050                 off += head;
1051                 len -= head;
1052         }
1053
1054         /* If the range was less than one block, we're done */
1055         if (len == 0)
1056                 goto out;
1057
1058         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
1059         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1060                 goto out;
1061
1062         ASSERT(ISP2(blksz));
1063         if (trunc)
1064                 tail = 0;
1065         else
1066                 tail = P2PHASE(len, blksz);
1067
1068         ASSERT3U(P2PHASE(off, blksz), ==, 0);
1069         /* zero out any partial block data at the end of the range */
1070         if (tail) {
1071                 if (len < tail)
1072                         tail = len;
1073                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off+len),
1074                     TRUE, FTAG, &db) == 0) {
1075                         /* don't dirty if not on disk and not dirty */
1076                         if (db->db_last_dirty ||
1077                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1078                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1079                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1080                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1081                                 bzero(db->db.db_data, tail);
1082                         }
1083                         dbuf_rele(db, FTAG);
1084                 }
1085                 len -= tail;
1086         }
1087
1088         /* If the range did not include a full block, we are done */
1089         if (len == 0)
1090                 goto out;
1091
1092         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
1093         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
1094         blkid = off >> blkshift;
1095         nblks = len >> blkshift;
1096         if (trunc)
1097                 nblks += 1;
1098
1099         /*
1100          * Read in and mark all the level-1 indirects dirty,
1101          * so that they will stay in memory until syncing phase.
1102          * Always dirty the first and last indirect to make sure
1103          * we dirty all the partial indirects.
1104          */
1105         if (dn->dn_nlevels > 1) {
1106                 uint64_t i, first, last;
1107                 int shift = epbs + dn->dn_datablkshift;
1108
1109                 first = blkid >> epbs;
1110                 if (db = dbuf_hold_level(dn, 1, first, FTAG)) {
1111                         dbuf_will_dirty(db, tx);
1112                         dbuf_rele(db, FTAG);
1113                 }
1114                 if (trunc)
1115                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
1116                 else
1117                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
1118                 if (last > first && (db = dbuf_hold_level(dn, 1, last, FTAG))) {
1119                         dbuf_will_dirty(db, tx);
1120                         dbuf_rele(db, FTAG);
1121                 }
1122                 for (i = first + 1; i < last; i++) {
1123                         uint64_t ibyte = i << shift;
1124                         int err;
1125
1126                         err = dnode_next_offset(dn,
1127                             DNODE_FIND_HAVELOCK, &ibyte, 1, 1, 0);
1128                         i = ibyte >> shift;
1129                         if (err == ESRCH || i >= last)
1130                                 break;
1131                         ASSERT(err == 0);
1132                         db = dbuf_hold_level(dn, 1, i, FTAG);
1133                         if (db) {
1134                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1135                                 dbuf_rele(db, FTAG);
1136                         }
1137                 }
1138         }
1139 done:
1140         /*
1141          * Add this range to the dnode range list.
1142          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
1143          */
1144         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1145         dnode_clear_range(dn, blkid, nblks, tx);
1146         {
1147                 free_range_t *rp, *found;
1148                 avl_index_t where;
1149                 avl_tree_t *tree = &dn->dn_ranges[tx->tx_txg&TXG_MASK];
1150
1151                 /* Add new range to dn_ranges */
1152                 rp = kmem_alloc(sizeof (free_range_t), KM_SLEEP);
1153                 rp->fr_blkid = blkid;
1154                 rp->fr_nblks = nblks;
1155                 found = avl_find(tree, rp, &where);
1156                 ASSERT(found == NULL);
1157                 avl_insert(tree, rp, where);
1158                 dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
1159                     blkid, nblks, tx->tx_txg);
1160         }
1161         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1162
1163         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
1164         dnode_setdirty(dn, tx);
1165 out:
1166         if (trunc && dn->dn_maxblkid >= (off >> blkshift))
1167                 dn->dn_maxblkid = (off >> blkshift ? (off >> blkshift) - 1 : 0);
1168
1169         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1170 }
1171
1172 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
1173 uint64_t
1174 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
1175 {
1176         free_range_t range_tofind;
1177         void *dp = spa_get_dsl(dn->dn_objset->os_spa);
1178         int i;
1179
1180         if (blkid == DB_BONUS_BLKID)
1181                 return (FALSE);
1182
1183         /*
1184          * If we're in the process of opening the pool, dp will not be
1185          * set yet, but there shouldn't be anything dirty.
1186          */
1187         if (dp == NULL)
1188                 return (FALSE);
1189
1190         if (dn->dn_free_txg)
1191                 return (TRUE);
1192
1193         range_tofind.fr_blkid = blkid;
1194         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1195         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1196                 free_range_t *range_found;
1197                 avl_index_t idx;
1198
1199                 range_found = avl_find(&dn->dn_ranges[i], &range_tofind, &idx);
1200                 if (range_found) {
1201                         ASSERT(range_found->fr_nblks > 0);
1202                         break;
1203                 }
1204                 range_found = avl_nearest(&dn->dn_ranges[i], idx, AVL_BEFORE);
1205                 if (range_found &&
1206                     range_found->fr_blkid + range_found->fr_nblks > blkid)
1207                         break;
1208         }
1209         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1210         return (i < TXG_SIZE);
1211 }
1212
1213 /* call from syncing context when we actually write/free space for this dnode */
1214 void
1215 dnode_diduse_space(dnode_t *dn, int64_t delta)
1216 {
1217         uint64_t space;
1218         dprintf_dnode(dn, "dn=%p dnp=%p used=%llu delta=%lld\n",
1219             dn, dn->dn_phys,
1220             (u_longlong_t)dn->dn_phys->dn_used,
1221             (longlong_t)delta);
1222
1223         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1224         space = DN_USED_BYTES(dn->dn_phys);
1225         if (delta > 0) {
1226                 ASSERT3U(space + delta, >=, space); /* no overflow */
1227         } else {
1228                 ASSERT3U(space, >=, -delta); /* no underflow */
1229         }
1230         space += delta;
1231         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_DNODE_BYTES) {
1232                 ASSERT((dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) == 0);
1233                 ASSERT3U(P2PHASE(space, 1<<DEV_BSHIFT), ==, 0);
1234                 dn->dn_phys->dn_used = space >> DEV_BSHIFT;
1235         } else {
1236                 dn->dn_phys->dn_used = space;
1237                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_USED_BYTES;
1238         }
1239         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1240 }
1241
1242 /*
1243  * Call when we think we're going to write/free space in open context.
1244  * Be conservative (ie. OK to write less than this or free more than
1245  * this, but don't write more or free less).
1246  */
1247 void
1248 dnode_willuse_space(dnode_t *dn, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
1249 {
1250         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
1251         dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
1252
1253         if (space > 0)
1254                 space = spa_get_asize(os->os_spa, space);
1255
1256         if (ds)
1257                 dsl_dir_willuse_space(ds->ds_dir, space, tx);
1258
1259         dmu_tx_willuse_space(tx, space);
1260 }
1261
1262 /*
1263  * This function scans a block at the indicated "level" looking for
1264  * a hole or data (depending on 'flags').  If level > 0, then we are
1265  * scanning an indirect block looking at its pointers.  If level == 0,
1266  * then we are looking at a block of dnodes.  If we don't find what we
1267  * are looking for in the block, we return ESRCH.  Otherwise, return
1268  * with *offset pointing to the beginning (if searching forwards) or
1269  * end (if searching backwards) of the range covered by the block
1270  * pointer we matched on (or dnode).
1271  *
1272  * The basic search algorithm used below by dnode_next_offset() is to
1273  * use this function to search up the block tree (widen the search) until
1274  * we find something (i.e., we don't return ESRCH) and then search back
1275  * down the tree (narrow the search) until we reach our original search
1276  * level.
1277  */
1278 static int
1279 dnode_next_offset_level(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1280         int lvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1281 {
1282         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
1283         void *data = NULL;
1284         uint64_t epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1285         uint64_t epb = 1ULL << epbs;
1286         uint64_t minfill, maxfill;
1287         boolean_t hole;
1288         int i, inc, error, span;
1289
1290         dprintf("probing object %llu offset %llx level %d of %u\n",
1291             dn->dn_object, *offset, lvl, dn->dn_phys->dn_nlevels);
1292
1293         hole = ((flags & DNODE_FIND_HOLE) != 0);
1294         inc = (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS) ? -1 : 1;
1295         ASSERT(txg == 0 || !hole);
1296
1297         if (lvl == dn->dn_phys->dn_nlevels) {
1298                 error = 0;
1299                 epb = dn->dn_phys->dn_nblkptr;
1300                 data = dn->dn_phys->dn_blkptr;
1301         } else {
1302                 uint64_t blkid = dbuf_whichblock(dn, *offset) >> (epbs * lvl);
1303                 error = dbuf_hold_impl(dn, lvl, blkid, TRUE, FTAG, &db);
1304                 if (error) {
1305                         if (error != ENOENT)
1306                                 return (error);
1307                         if (hole)
1308                                 return (0);
1309                         /*
1310                          * This can only happen when we are searching up
1311                          * the block tree for data.  We don't really need to
1312                          * adjust the offset, as we will just end up looking
1313                          * at the pointer to this block in its parent, and its
1314                          * going to be unallocated, so we will skip over it.
1315                          */
1316                         return (ESRCH);
1317                 }
1318                 error = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL | DB_RF_HAVESTRUCT);
1319                 if (error) {
1320                         dbuf_rele(db, FTAG);
1321                         return (error);
1322                 }
1323                 data = db->db.db_data;
1324         }
1325
1326         if (db && txg &&
1327             (db->db_blkptr == NULL || db->db_blkptr->blk_birth <= txg)) {
1328                 /*
1329                  * This can only happen when we are searching up the tree
1330                  * and these conditions mean that we need to keep climbing.
1331                  */
1332                 error = ESRCH;
1333         } else if (lvl == 0) {
1334                 dnode_phys_t *dnp = data;
1335                 span = DNODE_SHIFT;
1336                 ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1337
1338                 for (i = (*offset >> span) & (blkfill - 1);
1339                     i >= 0 && i < blkfill; i += inc) {
1340                         if ((dnp[i].dn_type == DMU_OT_NONE) == hole)
1341                                 break;
1342                         *offset += (1ULL << span) * inc;
1343                 }
1344                 if (i < 0 || i == blkfill)
1345                         error = ESRCH;
1346         } else {
1347                 blkptr_t *bp = data;
1348                 uint64_t start = *offset;
1349                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
1350                 minfill = 0;
1351                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
1352
1353                 if (hole)
1354                         maxfill--;
1355                 else
1356                         minfill++;
1357
1358                 *offset = *offset >> span;
1359                 for (i = BF64_GET(*offset, 0, epbs);
1360                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
1361                         if (bp[i].blk_fill >= minfill &&
1362                             bp[i].blk_fill <= maxfill &&
1363                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
1364                                 break;
1365                         if (inc > 0 || *offset > 0)
1366                                 *offset += inc;
1367                 }
1368                 *offset = *offset << span;
1369                 if (inc < 0) {
1370                         /* traversing backwards; position offset at the end */
1371                         ASSERT3U(*offset, <=, start);
1372                         *offset = MIN(*offset + (1ULL << span) - 1, start);
1373                 } else if (*offset < start) {
1374                         *offset = start;
1375                 }
1376                 if (i < 0 || i >= epb)
1377                         error = ESRCH;
1378         }
1379
1380         if (db)
1381                 dbuf_rele(db, FTAG);
1382
1383         return (error);
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
1388  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
1389  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
1390  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
1391  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
1392  *
1393  * Examples:
1394  *
1395  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
1396  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
1397  *      Used in dmu_offset_next().
1398  *
1399  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
1400  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
1401  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
1402  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
1403  *      Used in dmu_object_next().
1404  *
1405  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
1406  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
1407  *      Used in dmu_object_alloc().
1408  */
1409 int
1410 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1411     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1412 {
1413         uint64_t initial_offset = *offset;
1414         int lvl, maxlvl;
1415         int error = 0;
1416
1417         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1418                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1419
1420         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
1421                 error = ESRCH;
1422                 goto out;
1423         }
1424
1425         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
1426                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
1427                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
1428                                 *offset = dn->dn_datablksz;
1429                 } else {
1430                         error = ESRCH;
1431                 }
1432                 goto out;
1433         }
1434
1435         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
1436
1437         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
1438                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1439                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1440                 if (error != ESRCH)
1441                         break;
1442         }
1443
1444         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
1445                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1446                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1447         }
1448
1449         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
1450             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
1451                 error = ESRCH;
1452 out:
1453         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1454                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1455
1456         return (error);
1457 }