module/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  */
  24
  25 #include <sys/zfs_context.h>
  26 #include <sys/dbuf.h>
  27 #include <sys/dnode.h>
  28 #include <sys/dmu.h>
  29 #include <sys/dmu_impl.h>
  30 #include <sys/dmu_tx.h>
  31 #include <sys/dmu_objset.h>
  32 #include <sys/dsl_dir.h>
  33 #include <sys/dsl_dataset.h>
  34 #include <sys/spa.h>
  35 #include <sys/zio.h>
  36 #include <sys/dmu_zfetch.h>
  37
  38 static int free_range_compar(const void *node1, const void *node2);
  39
  40 static kmem_cache_t *dnode_cache;
  41 /*
  42  * Define DNODE_STATS to turn on statistic gathering. By default, it is only
  43  * turned on when DEBUG is also defined.
  44  */
  45 #ifdef  DEBUG
  46 #define DNODE_STATS
  47 #endif  /* DEBUG */
  48
  49 #ifdef  DNODE_STATS
  50 #define DNODE_STAT_ADD(stat)                    ((stat)++)
  51 #else
  52 #define DNODE_STAT_ADD(stat)                    /* nothing */
  53 #endif  /* DNODE_STATS */
  54
  55 ASSERTV(static dnode_phys_t dnode_phys_zero);
  56
  57 int zfs_default_bs = SPA_MINBLOCKSHIFT;
  58 int zfs_default_ibs = DN_MAX_INDBLKSHIFT;
  59
  60 #ifdef  _KERNEL
  61 static kmem_cbrc_t dnode_move(void *, void *, size_t, void *);
  62 #endif /* _KERNEL */
  63
  64 /* ARGSUSED */
  65 static int
  66 dnode_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
  67 {
  68         dnode_t *dn = arg;
  69         int i;
  70
  71         rw_init(&dn->dn_struct_rwlock, NULL, RW_DEFAULT, NULL);
  72         mutex_init(&dn->dn_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
  73         mutex_init(&dn->dn_dbufs_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
  74         cv_init(&dn->dn_notxholds, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
  75
  76         refcount_create(&dn->dn_holds);
  77         refcount_create(&dn->dn_tx_holds);
  78         list_link_init(&dn->dn_link);
  79
  80         bzero(&dn->dn_next_nblkptr[0], sizeof (dn->dn_next_nblkptr));
  81         bzero(&dn->dn_next_nlevels[0], sizeof (dn->dn_next_nlevels));
  82         bzero(&dn->dn_next_indblkshift[0], sizeof (dn->dn_next_indblkshift));
  83         bzero(&dn->dn_next_bonustype[0], sizeof (dn->dn_next_bonustype));
  84         bzero(&dn->dn_rm_spillblk[0], sizeof (dn->dn_rm_spillblk));
  85         bzero(&dn->dn_next_bonuslen[0], sizeof (dn->dn_next_bonuslen));
  86         bzero(&dn->dn_next_blksz[0], sizeof (dn->dn_next_blksz));
  87
  88         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
  89                 list_link_init(&dn->dn_dirty_link[i]);
  90                 avl_create(&dn->dn_ranges[i], free_range_compar,
  91                     sizeof (free_range_t),
  92                     offsetof(struct free_range, fr_node));
  93                 list_create(&dn->dn_dirty_records[i],
  94                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
  95                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
  96         }
  97
  98         dn->dn_allocated_txg = 0;
  99         dn->dn_free_txg = 0;
 100         dn->dn_assigned_txg = 0;
 101         dn->dn_dirtyctx = 0;
 102         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 103         dn->dn_bonus = NULL;
 104         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 105         dn->dn_zio = NULL;
 106         dn->dn_oldused = 0;
 107         dn->dn_oldflags = 0;
 108         dn->dn_olduid = 0;
 109         dn->dn_oldgid = 0;
 110         dn->dn_newuid = 0;
 111         dn->dn_newgid = 0;
 112         dn->dn_id_flags = 0;
 113
 114         dn->dn_dbufs_count = 0;
 115         list_create(&dn->dn_dbufs, sizeof (dmu_buf_impl_t),
 116             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
 117
 118         dn->dn_moved = 0;
 119         return (0);
 120 }
 121
 122 /* ARGSUSED */
 123 static void
 124 dnode_dest(void *arg, void *unused)
 125 {
 126         int i;
 127         dnode_t *dn = arg;
 128
 129         rw_destroy(&dn->dn_struct_rwlock);
 130         mutex_destroy(&dn->dn_mtx);
 131         mutex_destroy(&dn->dn_dbufs_mtx);
 132         cv_destroy(&dn->dn_notxholds);
 133         refcount_destroy(&dn->dn_holds);
 134         refcount_destroy(&dn->dn_tx_holds);
 135         ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_link));
 136
 137         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 138                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 139                 avl_destroy(&dn->dn_ranges[i]);
 140                 list_destroy(&dn->dn_dirty_records[i]);
 141                 ASSERT3U(dn->dn_next_nblkptr[i], ==, 0);
 142                 ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], ==, 0);
 143                 ASSERT3U(dn->dn_next_indblkshift[i], ==, 0);
 144                 ASSERT3U(dn->dn_next_bonustype[i], ==, 0);
 145                 ASSERT3U(dn->dn_rm_spillblk[i], ==, 0);
 146                 ASSERT3U(dn->dn_next_bonuslen[i], ==, 0);
 147                 ASSERT3U(dn->dn_next_blksz[i], ==, 0);
 148         }
 149
 150         ASSERT3U(dn->dn_allocated_txg, ==, 0);
 151         ASSERT3U(dn->dn_free_txg, ==, 0);
 152         ASSERT3U(dn->dn_assigned_txg, ==, 0);
 153         ASSERT3U(dn->dn_dirtyctx, ==, 0);
 154         ASSERT3P(dn->dn_dirtyctx_firstset, ==, NULL);
 155         ASSERT3P(dn->dn_bonus, ==, NULL);
 156         ASSERT(!dn->dn_have_spill);
 157         ASSERT3P(dn->dn_zio, ==, NULL);
 158         ASSERT3U(dn->dn_oldused, ==, 0);
 159         ASSERT3U(dn->dn_oldflags, ==, 0);
 160         ASSERT3U(dn->dn_olduid, ==, 0);
 161         ASSERT3U(dn->dn_oldgid, ==, 0);
 162         ASSERT3U(dn->dn_newuid, ==, 0);
 163         ASSERT3U(dn->dn_newgid, ==, 0);
 164         ASSERT3U(dn->dn_id_flags, ==, 0);
 165
 166         ASSERT3U(dn->dn_dbufs_count, ==, 0);
 167         list_destroy(&dn->dn_dbufs);
 168 }
 169
 170 void
 171 dnode_init(void)
 172 {
 173         ASSERT(dnode_cache == NULL);
 174         dnode_cache = kmem_cache_create("dnode_t", sizeof (dnode_t),
 175             0, dnode_cons, dnode_dest, NULL, NULL, NULL, KMC_KMEM);
 176         kmem_cache_set_move(dnode_cache, dnode_move);
 177 }
 178
 179 void
 180 dnode_fini(void)
 181 {
 182         kmem_cache_destroy(dnode_cache);
 183         dnode_cache = NULL;
 184 }
 185
 186
 187 #ifdef ZFS_DEBUG
 188 void
 189 dnode_verify(dnode_t *dn)
 190 {
 191         int drop_struct_lock = FALSE;
 192
 193         ASSERT(dn->dn_phys);
 194         ASSERT(dn->dn_objset);
 195         ASSERT(dn->dn_handle->dnh_dnode == dn);
 196
 197         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type < DMU_OT_NUMTYPES);
 198
 199         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DNODE_VERIFY))
 200                 return;
 201
 202         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
 203                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 204                 drop_struct_lock = TRUE;
 205         }
 206         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE || dn->dn_allocated_txg != 0) {
 207                 int i;
 208                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 209                 if (dn->dn_datablkshift) {
 210                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
 211                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 212                         ASSERT3U(1<<dn->dn_datablkshift, ==, dn->dn_datablksz);
 213                 }
 214                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, <=, 30);
 215                 ASSERT3U(dn->dn_type, <=, DMU_OT_NUMTYPES);
 216                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, >=, 1);
 217                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 218                 ASSERT3U(dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 219                 ASSERT3U(dn->dn_datablksz, ==,
 220                     dn->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 221                 ASSERT3U(ISP2(dn->dn_datablksz), ==, dn->dn_datablkshift != 0);
 222                 ASSERT3U((dn->dn_nblkptr - 1) * sizeof (blkptr_t) +
 223                     dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 224                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 225                         ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], <=, dn->dn_nlevels);
 226                 }
 227         }
 228         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE)
 229                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_nlevels, <=, dn->dn_nlevels);
 230         ASSERT(DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) || dn->dn_dbuf != NULL);
 231         if (dn->dn_dbuf != NULL) {
 232                 ASSERT3P(dn->dn_phys, ==,
 233                     (dnode_phys_t *)dn->dn_dbuf->db.db_data +
 234                     (dn->dn_object % (dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT)));
 235         }
 236         if (drop_struct_lock)
 237                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 238 }
 239 #endif
 240
 241 void
 242 dnode_byteswap(dnode_phys_t *dnp)
 243 {
 244         uint64_t *buf64 = (void*)&dnp->dn_blkptr;
 245         int i;
 246
 247         if (dnp->dn_type == DMU_OT_NONE) {
 248                 bzero(dnp, sizeof (dnode_phys_t));
 249                 return;
 250         }
 251
 252         dnp->dn_datablkszsec = BSWAP_16(dnp->dn_datablkszsec);
 253         dnp->dn_bonuslen = BSWAP_16(dnp->dn_bonuslen);
 254         dnp->dn_maxblkid = BSWAP_64(dnp->dn_maxblkid);
 255         dnp->dn_used = BSWAP_64(dnp->dn_used);
 256
 257         /*
 258          * dn_nblkptr is only one byte, so it's OK to read it in either
 259          * byte order.  We can't read dn_bouslen.
 260          */
 261         ASSERT(dnp->dn_indblkshift <= SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 262         ASSERT(dnp->dn_nblkptr <= DN_MAX_NBLKPTR);
 263         for (i = 0; i < dnp->dn_nblkptr * sizeof (blkptr_t)/8; i++)
 264                 buf64[i] = BSWAP_64(buf64[i]);
 265
 266         /*
 267          * OK to check dn_bonuslen for zero, because it won't matter if
 268          * we have the wrong byte order.  This is necessary because the
 269          * dnode dnode is smaller than a regular dnode.
 270          */
 271         if (dnp->dn_bonuslen != 0) {
 272                 /*
 273                  * Note that the bonus length calculated here may be
 274                  * longer than the actual bonus buffer.  This is because
 275                  * we always put the bonus buffer after the last block
 276                  * pointer (instead of packing it against the end of the
 277                  * dnode buffer).
 278                  */
 279                 int off = (dnp->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 280                 size_t len = DN_MAX_BONUSLEN - off;
 281                 ASSERT3U(dnp->dn_bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 282                 dmu_ot[dnp->dn_bonustype].ot_byteswap(dnp->dn_bonus + off, len);
 283         }
 284
 285         /* Swap SPILL block if we have one */
 286         if (dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR)
 287                 byteswap_uint64_array(&dnp->dn_spill, sizeof (blkptr_t));
 288
 289 }
 290
 291 void
 292 dnode_buf_byteswap(void *vbuf, size_t size)
 293 {
 294         dnode_phys_t *buf = vbuf;
 295         int i;
 296
 297         ASSERT3U(sizeof (dnode_phys_t), ==, (1<<DNODE_SHIFT));
 298         ASSERT((size & (sizeof (dnode_phys_t)-1)) == 0);
 299
 300         size >>= DNODE_SHIFT;
 301         for (i = 0; i < size; i++) {
 302                 dnode_byteswap(buf);
 303                 buf++;
 304         }
 305 }
 306
 307 static int
 308 free_range_compar(const void *node1, const void *node2)
 309 {
 310         const free_range_t *rp1 = node1;
 311         const free_range_t *rp2 = node2;
 312
 313         if (rp1->fr_blkid < rp2->fr_blkid)
 314                 return (-1);
 315         else if (rp1->fr_blkid > rp2->fr_blkid)
 316                 return (1);
 317         else return (0);
 318 }
 319
 320 void
 321 dnode_setbonuslen(dnode_t *dn, int newsize, dmu_tx_t *tx)
 322 {
 323         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 324
 325         dnode_setdirty(dn, tx);
 326         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 327         ASSERT3U(newsize, <=, DN_MAX_BONUSLEN -
 328             (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t));
 329         dn->dn_bonuslen = newsize;
 330         if (newsize == 0)
 331                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_ZERO_BONUSLEN;
 332         else
 333                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 334         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 335 }
 336
 337 void
 338 dnode_setbonus_type(dnode_t *dn, dmu_object_type_t newtype, dmu_tx_t *tx)
 339 {
 340         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 341         dnode_setdirty(dn, tx);
 342         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 343         dn->dn_bonustype = newtype;
 344         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
 345         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 346 }
 347
 348 void
 349 dnode_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 350 {
 351         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 352         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
 353         dnode_setdirty(dn, tx);
 354         dn->dn_rm_spillblk[tx->tx_txg&TXG_MASK] = DN_KILL_SPILLBLK;
 355         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 356 }
 357
 358 static void
 359 dnode_setdblksz(dnode_t *dn, int size)
 360 {
 361         ASSERT3U(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE), ==, 0);
 362         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 363         ASSERT3U(size, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 364         ASSERT3U(size >> SPA_MINBLOCKSHIFT, <,
 365             1<<(sizeof (dn->dn_phys->dn_datablkszsec) * 8));
 366         dn->dn_datablksz = size;
 367         dn->dn_datablkszsec = size >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
 368         dn->dn_datablkshift = ISP2(size) ? highbit(size - 1) : 0;
 369 }
 370
 371 static dnode_t *
 372 dnode_create(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, dmu_buf_impl_t *db,
 373     uint64_t object, dnode_handle_t *dnh)
 374 {
 375         dnode_t *dn = kmem_cache_alloc(dnode_cache, KM_SLEEP);
 376
 377         ASSERT(!POINTER_IS_VALID(dn->dn_objset));
 378         dn->dn_moved = 0;
 379
 380         /*
 381          * Defer setting dn_objset until the dnode is ready to be a candidate
 382          * for the dnode_move() callback.
 383          */
 384         dn->dn_object = object;
 385         dn->dn_dbuf = db;
 386         dn->dn_handle = dnh;
 387         dn->dn_phys = dnp;
 388
 389         if (dnp->dn_datablkszsec) {
 390                 dnode_setdblksz(dn, dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 391         } else {
 392                 dn->dn_datablksz = 0;
 393                 dn->dn_datablkszsec = 0;
 394                 dn->dn_datablkshift = 0;
 395         }
 396         dn->dn_indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
 397         dn->dn_nlevels = dnp->dn_nlevels;
 398         dn->dn_type = dnp->dn_type;
 399         dn->dn_nblkptr = dnp->dn_nblkptr;
 400         dn->dn_checksum = dnp->dn_checksum;
 401         dn->dn_compress = dnp->dn_compress;
 402         dn->dn_bonustype = dnp->dn_bonustype;
 403         dn->dn_bonuslen = dnp->dn_bonuslen;
 404         dn->dn_maxblkid = dnp->dn_maxblkid;
 405         dn->dn_have_spill = ((dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) != 0);
 406         dn->dn_id_flags = 0;
 407
 408         dmu_zfetch_init(&dn->dn_zfetch, dn);
 409
 410         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type < DMU_OT_NUMTYPES);
 411
 412         mutex_enter(&os->os_lock);
 413         list_insert_head(&os->os_dnodes, dn);
 414         membar_producer();
 415         /*
 416          * Everything else must be valid before assigning dn_objset makes the
 417          * dnode eligible for dnode_move().
 418          */
 419         dn->dn_objset = os;
 420         mutex_exit(&os->os_lock);
 421
 422         arc_space_consume(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
 423         return (dn);
 424 }
 425
 426 /*
 427  * Caller must be holding the dnode handle, which is released upon return.
 428  */
 429 static void
 430 dnode_destroy(dnode_t *dn)
 431 {
 432         objset_t *os = dn->dn_objset;
 433
 434         ASSERT((dn->dn_id_flags & DN_ID_NEW_EXIST) == 0);
 435
 436         mutex_enter(&os->os_lock);
 437         POINTER_INVALIDATE(&dn->dn_objset);
 438         list_remove(&os->os_dnodes, dn);
 439         mutex_exit(&os->os_lock);
 440
 441         /* the dnode can no longer move, so we can release the handle */
 442         zrl_remove(&dn->dn_handle->dnh_zrlock);
 443
 444         dn->dn_allocated_txg = 0;
 445         dn->dn_free_txg = 0;
 446         dn->dn_assigned_txg = 0;
 447
 448         dn->dn_dirtyctx = 0;
 449         if (dn->dn_dirtyctx_firstset != NULL) {
 450                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 451                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 452         }
 453         if (dn->dn_bonus != NULL) {
 454                 mutex_enter(&dn->dn_bonus->db_mtx);
 455                 dbuf_evict(dn->dn_bonus);
 456                 dn->dn_bonus = NULL;
 457         }
 458         dn->dn_zio = NULL;
 459
 460         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 461         dn->dn_oldused = 0;
 462         dn->dn_oldflags = 0;
 463         dn->dn_olduid = 0;
 464         dn->dn_oldgid = 0;
 465         dn->dn_newuid = 0;
 466         dn->dn_newgid = 0;
 467         dn->dn_id_flags = 0;
 468
 469         dmu_zfetch_rele(&dn->dn_zfetch);
 470         kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
 471         arc_space_return(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
 472 }
 473
 474 void
 475 dnode_allocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize, int ibs,
 476     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
 477 {
 478         int i;
 479
 480         if (blocksize == 0)
 481                 blocksize = 1 << zfs_default_bs;
 482         else if (blocksize > SPA_MAXBLOCKSIZE)
 483                 blocksize = SPA_MAXBLOCKSIZE;
 484         else
 485                 blocksize = P2ROUNDUP(blocksize, SPA_MINBLOCKSIZE);
 486
 487         if (ibs == 0)
 488                 ibs = zfs_default_ibs;
 489
 490         ibs = MIN(MAX(ibs, DN_MIN_INDBLKSHIFT), DN_MAX_INDBLKSHIFT);
 491
 492         dprintf("os=%p obj=%llu txg=%llu blocksize=%d ibs=%d\n", dn->dn_objset,
 493             dn->dn_object, tx->tx_txg, blocksize, ibs);
 494
 495         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 496         ASSERT(bcmp(dn->dn_phys, &dnode_phys_zero, sizeof (dnode_phys_t)) == 0);
 497         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type == DMU_OT_NONE);
 498         ASSERT(ot != DMU_OT_NONE);
 499         ASSERT3U(ot, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 500         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 501             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0) ||
 502             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
 503         ASSERT3U(bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 504         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 505         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 506         ASSERT3U(dn->dn_maxblkid, ==, 0);
 507         ASSERT3U(dn->dn_allocated_txg, ==, 0);
 508         ASSERT3U(dn->dn_assigned_txg, ==, 0);
 509         ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 510         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), <=, 1);
 511         ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dbufs), ==, NULL);
 512
 513         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 514                 ASSERT3U(dn->dn_next_nblkptr[i], ==, 0);
 515                 ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], ==, 0);
 516                 ASSERT3U(dn->dn_next_indblkshift[i], ==, 0);
 517                 ASSERT3U(dn->dn_next_bonuslen[i], ==, 0);
 518                 ASSERT3U(dn->dn_next_bonustype[i], ==, 0);
 519                 ASSERT3U(dn->dn_rm_spillblk[i], ==, 0);
 520                 ASSERT3U(dn->dn_next_blksz[i], ==, 0);
 521                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 522                 ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dirty_records[i]), ==, NULL);
 523                 ASSERT3U(avl_numnodes(&dn->dn_ranges[i]), ==, 0);
 524         }
 525
 526         dn->dn_type = ot;
 527         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 528         dn->dn_indblkshift = ibs;
 529         dn->dn_nlevels = 1;
 530         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
 531                 dn->dn_nblkptr = 1;
 532         else
 533                 dn->dn_nblkptr = 1 +
 534                     ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
 535         dn->dn_bonustype = bonustype;
 536         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 537         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 538         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 539         dn->dn_dirtyctx = 0;
 540
 541         dn->dn_free_txg = 0;
 542         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
 543                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 544                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 545         }
 546
 547         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 548         dn->dn_id_flags = 0;
 549
 550         dnode_setdirty(dn, tx);
 551         dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
 552         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 553         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
 554         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_datablksz;
 555 }
 556
 557 void
 558 dnode_reallocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize,
 559     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
 560 {
 561         int nblkptr;
 562
 563         ASSERT3U(blocksize, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 564         ASSERT3U(blocksize, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 565         ASSERT3U(blocksize % SPA_MINBLOCKSIZE, ==, 0);
 566         ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT || dmu_tx_private_ok(tx));
 567         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
 568         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 569             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0) ||
 570             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0));
 571         ASSERT3U(bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 572         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 573
 574         /* clean up any unreferenced dbufs */
 575         dnode_evict_dbufs(dn);
 576
 577         dn->dn_id_flags = 0;
 578
 579         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 580         dnode_setdirty(dn, tx);
 581         if (dn->dn_datablksz != blocksize) {
 582                 /* change blocksize */
 583                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0 &&
 584                     (BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
 585                     dnode_block_freed(dn, 0)));
 586                 dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 587                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = blocksize;
 588         }
 589         if (dn->dn_bonuslen != bonuslen)
 590                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonuslen;
 591
 592         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
 593                 nblkptr = 1;
 594         else
 595                 nblkptr = 1 + ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
 596         if (dn->dn_bonustype != bonustype)
 597                 dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonustype;
 598         if (dn->dn_nblkptr != nblkptr)
 599                 dn->dn_next_nblkptr[tx->tx_txg&TXG_MASK] = nblkptr;
 600         if (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) {
 601                 dbuf_rm_spill(dn, tx);
 602                 dnode_rm_spill(dn, tx);
 603         }
 604         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 605
 606         /* change type */
 607         dn->dn_type = ot;
 608
 609         /* change bonus size and type */
 610         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 611         dn->dn_bonustype = bonustype;
 612         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 613         dn->dn_nblkptr = nblkptr;
 614         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 615         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 616         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 617
 618         /* fix up the bonus db_size */
 619         if (dn->dn_bonus) {
 620                 dn->dn_bonus->db.db_size =
 621                     DN_MAX_BONUSLEN - (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 622                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
 623         }
 624
 625         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 626         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 627 }
 628
 629 #ifdef  _KERNEL
 630 #ifdef  DNODE_STATS
 631 static struct {
 632         uint64_t dms_dnode_invalid;
 633         uint64_t dms_dnode_recheck1;
 634         uint64_t dms_dnode_recheck2;
 635         uint64_t dms_dnode_special;
 636         uint64_t dms_dnode_handle;
 637         uint64_t dms_dnode_rwlock;
 638         uint64_t dms_dnode_active;
 639 } dnode_move_stats;
 640 #endif  /* DNODE_STATS */
 641
 642 static void
 643 dnode_move_impl(dnode_t *odn, dnode_t *ndn)
 644 {
 645         int i;
 646
 647         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_struct_rwlock));
 648         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_mtx));
 649         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_dbufs_mtx));
 650         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_zfetch.zf_rwlock));
 651
 652         /* Copy fields. */
 653         ndn->dn_objset = odn->dn_objset;
 654         ndn->dn_object = odn->dn_object;
 655         ndn->dn_dbuf = odn->dn_dbuf;
 656         ndn->dn_handle = odn->dn_handle;
 657         ndn->dn_phys = odn->dn_phys;
 658         ndn->dn_type = odn->dn_type;
 659         ndn->dn_bonuslen = odn->dn_bonuslen;
 660         ndn->dn_bonustype = odn->dn_bonustype;
 661         ndn->dn_nblkptr = odn->dn_nblkptr;
 662         ndn->dn_checksum = odn->dn_checksum;
 663         ndn->dn_compress = odn->dn_compress;
 664         ndn->dn_nlevels = odn->dn_nlevels;
 665         ndn->dn_indblkshift = odn->dn_indblkshift;
 666         ndn->dn_datablkshift = odn->dn_datablkshift;
 667         ndn->dn_datablkszsec = odn->dn_datablkszsec;
 668         ndn->dn_datablksz = odn->dn_datablksz;
 669         ndn->dn_maxblkid = odn->dn_maxblkid;
 670         bcopy(&odn->dn_next_nblkptr[0], &ndn->dn_next_nblkptr[0],
 671             sizeof (odn->dn_next_nblkptr));
 672         bcopy(&odn->dn_next_nlevels[0], &ndn->dn_next_nlevels[0],
 673             sizeof (odn->dn_next_nlevels));
 674         bcopy(&odn->dn_next_indblkshift[0], &ndn->dn_next_indblkshift[0],
 675             sizeof (odn->dn_next_indblkshift));
 676         bcopy(&odn->dn_next_bonustype[0], &ndn->dn_next_bonustype[0],
 677             sizeof (odn->dn_next_bonustype));
 678         bcopy(&odn->dn_rm_spillblk[0], &ndn->dn_rm_spillblk[0],
 679             sizeof (odn->dn_rm_spillblk));
 680         bcopy(&odn->dn_next_bonuslen[0], &ndn->dn_next_bonuslen[0],
 681             sizeof (odn->dn_next_bonuslen));
 682         bcopy(&odn->dn_next_blksz[0], &ndn->dn_next_blksz[0],
 683             sizeof (odn->dn_next_blksz));
 684         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 685                 list_move_tail(&ndn->dn_dirty_records[i],
 686                     &odn->dn_dirty_records[i]);
 687         }
 688         bcopy(&odn->dn_ranges[0], &ndn->dn_ranges[0], sizeof (odn->dn_ranges));
 689         ndn->dn_allocated_txg = odn->dn_allocated_txg;
 690         ndn->dn_free_txg = odn->dn_free_txg;
 691         ndn->dn_assigned_txg = odn->dn_assigned_txg;
 692         ndn->dn_dirtyctx = odn->dn_dirtyctx;
 693         ndn->dn_dirtyctx_firstset = odn->dn_dirtyctx_firstset;
 694         ASSERT(refcount_count(&odn->dn_tx_holds) == 0);
 695         refcount_transfer(&ndn->dn_holds, &odn->dn_holds);
 696         ASSERT(list_is_empty(&ndn->dn_dbufs));
 697         list_move_tail(&ndn->dn_dbufs, &odn->dn_dbufs);
 698         ndn->dn_dbufs_count = odn->dn_dbufs_count;
 699         ndn->dn_bonus = odn->dn_bonus;
 700         ndn->dn_have_spill = odn->dn_have_spill;
 701         ndn->dn_zio = odn->dn_zio;
 702         ndn->dn_oldused = odn->dn_oldused;
 703         ndn->dn_oldflags = odn->dn_oldflags;
 704         ndn->dn_olduid = odn->dn_olduid;
 705         ndn->dn_oldgid = odn->dn_oldgid;
 706         ndn->dn_newuid = odn->dn_newuid;
 707         ndn->dn_newgid = odn->dn_newgid;
 708         ndn->dn_id_flags = odn->dn_id_flags;
 709         dmu_zfetch_init(&ndn->dn_zfetch, NULL);
 710         list_move_tail(&ndn->dn_zfetch.zf_stream, &odn->dn_zfetch.zf_stream);
 711         ndn->dn_zfetch.zf_dnode = odn->dn_zfetch.zf_dnode;
 712         ndn->dn_zfetch.zf_stream_cnt = odn->dn_zfetch.zf_stream_cnt;
 713         ndn->dn_zfetch.zf_alloc_fail = odn->dn_zfetch.zf_alloc_fail;
 714
 715         /*
 716          * Update back pointers. Updating the handle fixes the back pointer of
 717          * every descendant dbuf as well as the bonus dbuf.
 718          */
 719         ASSERT(ndn->dn_handle->dnh_dnode == odn);
 720         ndn->dn_handle->dnh_dnode = ndn;
 721         if (ndn->dn_zfetch.zf_dnode == odn) {
 722                 ndn->dn_zfetch.zf_dnode = ndn;
 723         }
 724
 725         /*
 726          * Invalidate the original dnode by clearing all of its back pointers.
 727          */
 728         odn->dn_dbuf = NULL;
 729         odn->dn_handle = NULL;
 730         list_create(&odn->dn_dbufs, sizeof (dmu_buf_impl_t),
 731             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
 732         odn->dn_dbufs_count = 0;
 733         odn->dn_bonus = NULL;
 734         odn->dn_zfetch.zf_dnode = NULL;
 735
 736         /*
 737          * Set the low bit of the objset pointer to ensure that dnode_move()
 738          * recognizes the dnode as invalid in any subsequent callback.
 739          */
 740         POINTER_INVALIDATE(&odn->dn_objset);
 741
 742         /*
 743          * Satisfy the destructor.
 744          */
 745         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 746                 list_create(&odn->dn_dirty_records[i],
 747                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
 748                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
 749                 odn->dn_ranges[i].avl_root = NULL;
 750                 odn->dn_ranges[i].avl_numnodes = 0;
 751                 odn->dn_next_nlevels[i] = 0;
 752                 odn->dn_next_indblkshift[i] = 0;
 753                 odn->dn_next_bonustype[i] = 0;
 754                 odn->dn_rm_spillblk[i] = 0;
 755                 odn->dn_next_bonuslen[i] = 0;
 756                 odn->dn_next_blksz[i] = 0;
 757         }
 758         odn->dn_allocated_txg = 0;
 759         odn->dn_free_txg = 0;
 760         odn->dn_assigned_txg = 0;
 761         odn->dn_dirtyctx = 0;
 762         odn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 763         odn->dn_have_spill = B_FALSE;
 764         odn->dn_zio = NULL;
 765         odn->dn_oldused = 0;
 766         odn->dn_oldflags = 0;
 767         odn->dn_olduid = 0;
 768         odn->dn_oldgid = 0;
 769         odn->dn_newuid = 0;
 770         odn->dn_newgid = 0;
 771         odn->dn_id_flags = 0;
 772
 773         /*
 774          * Mark the dnode.
 775          */
 776         ndn->dn_moved = 1;
 777         odn->dn_moved = (uint8_t)-1;
 778 }
 779
 780 /*ARGSUSED*/
 781 static kmem_cbrc_t
 782 dnode_move(void *buf, void *newbuf, size_t size, void *arg)
 783 {
 784         dnode_t *odn = buf, *ndn = newbuf;
 785         objset_t *os;
 786         int64_t refcount;
 787         uint32_t dbufs;
 788
 789         /*
 790          * The dnode is on the objset's list of known dnodes if the objset
 791          * pointer is valid. We set the low bit of the objset pointer when
 792          * freeing the dnode to invalidate it, and the memory patterns written
 793          * by kmem (baddcafe and deadbeef) set at least one of the two low bits.
 794          * A newly created dnode sets the objset pointer last of all to indicate
 795          * that the dnode is known and in a valid state to be moved by this
 796          * function.
 797          */
 798         os = odn->dn_objset;
 799         if (!POINTER_IS_VALID(os)) {
 800                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_invalid);
 801                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
 802         }
 803
 804         /*
 805          * Ensure that the objset does not go away during the move.
 806          */
 807         rw_enter(&os_lock, RW_WRITER);
 808         if (os != odn->dn_objset) {
 809                 rw_exit(&os_lock);
 810                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_recheck1);
 811                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
 812         }
 813
 814         /*
 815          * If the dnode is still valid, then so is the objset. We know that no
 816          * valid objset can be freed while we hold os_lock, so we can safely
 817          * ensure that the objset remains in use.
 818          */
 819         mutex_enter(&os->os_lock);
 820
 821         /*
 822          * Recheck the objset pointer in case the dnode was removed just before
 823          * acquiring the lock.
 824          */
 825         if (os != odn->dn_objset) {
 826                 mutex_exit(&os->os_lock);
 827                 rw_exit(&os_lock);
 828                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_recheck2);
 829                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
 830         }
 831
 832         /*
 833          * At this point we know that as long as we hold os->os_lock, the dnode
 834          * cannot be freed and fields within the dnode can be safely accessed.
 835          * The objset listing this dnode cannot go away as long as this dnode is
 836          * on its list.
 837          */
 838         rw_exit(&os_lock);
 839         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(odn->dn_object)) {
 840                 mutex_exit(&os->os_lock);
 841                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_special);
 842                 return (KMEM_CBRC_NO);
 843         }
 844         ASSERT(odn->dn_dbuf != NULL); /* only "special" dnodes have no parent */
 845
 846         /*
 847          * Lock the dnode handle to prevent the dnode from obtaining any new
 848          * holds. This also prevents the descendant dbufs and the bonus dbuf
 849          * from accessing the dnode, so that we can discount their holds. The
 850          * handle is safe to access because we know that while the dnode cannot
 851          * go away, neither can its handle. Once we hold dnh_zrlock, we can
 852          * safely move any dnode referenced only by dbufs.
 853          */
 854         if (!zrl_tryenter(&odn->dn_handle->dnh_zrlock)) {
 855                 mutex_exit(&os->os_lock);
 856                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_handle);
 857                 return (KMEM_CBRC_LATER);
 858         }
 859
 860         /*
 861          * Ensure a consistent view of the dnode's holds and the dnode's dbufs.
 862          * We need to guarantee that there is a hold for every dbuf in order to
 863          * determine whether the dnode is actively referenced. Falsely matching
 864          * a dbuf to an active hold would lead to an unsafe move. It's possible
 865          * that a thread already having an active dnode hold is about to add a
 866          * dbuf, and we can't compare hold and dbuf counts while the add is in
 867          * progress.
 868          */
 869         if (!rw_tryenter(&odn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER)) {
 870                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
 871                 mutex_exit(&os->os_lock);
 872                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_rwlock);
 873                 return (KMEM_CBRC_LATER);
 874         }
 875
 876         /*
 877          * A dbuf may be removed (evicted) without an active dnode hold. In that
 878          * case, the dbuf count is decremented under the handle lock before the
 879          * dbuf's hold is released. This order ensures that if we count the hold
 880          * after the dbuf is removed but before its hold is released, we will
 881          * treat the unmatched hold as active and exit safely. If we count the
 882          * hold before the dbuf is removed, the hold is discounted, and the
 883          * removal is blocked until the move completes.
 884          */
 885         refcount = refcount_count(&odn->dn_holds);
 886         ASSERT(refcount >= 0);
 887         dbufs = odn->dn_dbufs_count;
 888
 889         /* We can't have more dbufs than dnode holds. */
 890         ASSERT3U(dbufs, <=, refcount);
 891         DTRACE_PROBE3(dnode__move, dnode_t *, odn, int64_t, refcount,
 892             uint32_t, dbufs);
 893
 894         if (refcount > dbufs) {
 895                 rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
 896                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
 897                 mutex_exit(&os->os_lock);
 898                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_active);
 899                 return (KMEM_CBRC_LATER);
 900         }
 901
 902         rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
 903
 904         /*
 905          * At this point we know that anyone with a hold on the dnode is not
 906          * actively referencing it. The dnode is known and in a valid state to
 907          * move. We're holding the locks needed to execute the critical section.
 908          */
 909         dnode_move_impl(odn, ndn);
 910
 911         list_link_replace(&odn->dn_link, &ndn->dn_link);
 912         /* If the dnode was safe to move, the refcount cannot have changed. */
 913         ASSERT(refcount == refcount_count(&ndn->dn_holds));
 914         ASSERT(dbufs == ndn->dn_dbufs_count);
 915         zrl_exit(&ndn->dn_handle->dnh_zrlock); /* handle has moved */
 916         mutex_exit(&os->os_lock);
 917
 918         return (KMEM_CBRC_YES);
 919 }
 920 #endif  /* _KERNEL */
 921
 922 void
 923 dnode_special_close(dnode_handle_t *dnh)
 924 {
 925         dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
 926
 927         /*
 928          * Wait for final references to the dnode to clear.  This can
 929          * only happen if the arc is asyncronously evicting state that
 930          * has a hold on this dnode while we are trying to evict this
 931          * dnode.
 932          */
 933         while (refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
 934                 delay(1);
 935         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
 936         dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
 937         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
 938         dnh->dnh_dnode = NULL;
 939 }
 940
 941 dnode_t *
 942 dnode_special_open(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object,
 943     dnode_handle_t *dnh)
 944 {
 945         dnode_t *dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object, dnh);
 946         dnh->dnh_dnode = dn;
 947         zrl_init(&dnh->dnh_zrlock);
 948         DNODE_VERIFY(dn);
 949         return (dn);
 950 }
 951
 952 static void
 953 dnode_buf_pageout(dmu_buf_t *db, void *arg)
 954 {
 955         dnode_children_t *children_dnodes = arg;
 956         int i;
 957         int epb = db->db_size >> DNODE_SHIFT;
 958
 959         ASSERT(epb == children_dnodes->dnc_count);
 960
 961         for (i = 0; i < epb; i++) {
 962                 dnode_handle_t *dnh = &children_dnodes->dnc_children[i];
 963                 dnode_t *dn;
 964
 965                 /*
 966                  * The dnode handle lock guards against the dnode moving to
 967                  * another valid address, so there is no need here to guard
 968                  * against changes to or from NULL.
 969                  */
 970                 if (dnh->dnh_dnode == NULL) {
 971                         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
 972                         continue;
 973                 }
 974
 975                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
 976                 dn = dnh->dnh_dnode;
 977                 /*
 978                  * If there are holds on this dnode, then there should
 979                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
 980                  * it wouldn't be eligible for eviction and this function
 981                  * would not have been called.
 982                  */
 983                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
 984                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 985
 986                 dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
 987                 zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
 988                 dnh->dnh_dnode = NULL;
 989         }
 990         kmem_free(children_dnodes, sizeof (dnode_children_t) +
 991             (epb - 1) * sizeof (dnode_handle_t));
 992 }
 993
 994 /*
 995  * errors:
 996  * EINVAL - invalid object number.
 997  * EIO - i/o error.
 998  * succeeds even for free dnodes.
 999  */
1000 int
1001 dnode_hold_impl(objset_t *os, uint64_t object, int flag,
1002     void *tag, dnode_t **dnp)
1003 {
1004         int epb, idx, err;
1005         int drop_struct_lock = FALSE;
1006         int type;
1007         uint64_t blk;
1008         dnode_t *mdn, *dn;
1009         dmu_buf_impl_t *db;
1010         dnode_children_t *children_dnodes;
1011         dnode_handle_t *dnh;
1012
1013         /*
1014          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
1015          * be asking the DMU to do *anything* unless it's the root pool
1016          * which may require us to read from the root filesystem while
1017          * holding some (not all) of the locks as writer.
1018          */
1019         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0 ||
1020             (spa_is_root(os->os_spa) &&
1021             spa_config_held(os->os_spa, SCL_STATE, RW_WRITER)));
1022
1023         if (object == DMU_USERUSED_OBJECT || object == DMU_GROUPUSED_OBJECT) {
1024                 dn = (object == DMU_USERUSED_OBJECT) ?
1025                     DMU_USERUSED_DNODE(os) : DMU_GROUPUSED_DNODE(os);
1026                 if (dn == NULL)
1027                         return (ENOENT);
1028                 type = dn->dn_type;
1029                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE)
1030                         return (ENOENT);
1031                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)
1032                         return (EEXIST);
1033                 DNODE_VERIFY(dn);
1034                 (void) refcount_add(&dn->dn_holds, tag);
1035                 *dnp = dn;
1036                 return (0);
1037         }
1038
1039         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
1040                 return (EINVAL);
1041
1042         mdn = DMU_META_DNODE(os);
1043         ASSERT(mdn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1044
1045         DNODE_VERIFY(mdn);
1046
1047         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
1048                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1049                 drop_struct_lock = TRUE;
1050         }
1051
1052         blk = dbuf_whichblock(mdn, object * sizeof (dnode_phys_t));
1053
1054         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
1055         if (drop_struct_lock)
1056                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
1057         if (db == NULL)
1058                 return (EIO);
1059         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL);
1060         if (err) {
1061                 dbuf_rele(db, FTAG);
1062                 return (err);
1063         }
1064
1065         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
1066         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1067
1068         idx = object & (epb-1);
1069
1070         ASSERT(DB_DNODE(db)->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1071         children_dnodes = dmu_buf_get_user(&db->db);
1072         if (children_dnodes == NULL) {
1073                 int i;
1074                 dnode_children_t *winner;
1075                 children_dnodes = kmem_alloc(sizeof (dnode_children_t) +
1076                     (epb - 1) * sizeof (dnode_handle_t),
1077                     KM_PUSHPAGE | KM_NODEBUG);
1078                 children_dnodes->dnc_count = epb;
1079                 dnh = &children_dnodes->dnc_children[0];
1080                 for (i = 0; i < epb; i++) {
1081                         zrl_init(&dnh[i].dnh_zrlock);
1082                         dnh[i].dnh_dnode = NULL;
1083                 }
1084                 if ((winner = dmu_buf_set_user(&db->db, children_dnodes, NULL,
1085                     dnode_buf_pageout))) {
1086                         kmem_free(children_dnodes, sizeof (dnode_children_t) +
1087                             (epb - 1) * sizeof (dnode_handle_t));
1088                         children_dnodes = winner;
1089                 }
1090         }
1091         ASSERT(children_dnodes->dnc_count == epb);
1092
1093         dnh = &children_dnodes->dnc_children[idx];
1094         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1095         if ((dn = dnh->dnh_dnode) == NULL) {
1096                 dnode_phys_t *phys = (dnode_phys_t *)db->db.db_data+idx;
1097                 dnode_t *winner;
1098
1099                 dn = dnode_create(os, phys, db, object, dnh);
1100                 winner = atomic_cas_ptr(&dnh->dnh_dnode, NULL, dn);
1101                 if (winner != NULL) {
1102                         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1103                         dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
1104                         dn = winner;
1105                 }
1106         }
1107
1108         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1109         type = dn->dn_type;
1110         if (dn->dn_free_txg ||
1111             ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE) ||
1112             ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) &&
1113             (type != DMU_OT_NONE || !refcount_is_zero(&dn->dn_holds)))) {
1114                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1115                 zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1116                 dbuf_rele(db, FTAG);
1117                 return (type == DMU_OT_NONE ? ENOENT : EEXIST);
1118         }
1119         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1120
1121         if (refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
1122                 dbuf_add_ref(db, dnh);
1123         /* Now we can rely on the hold to prevent the dnode from moving. */
1124         zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1125
1126         DNODE_VERIFY(dn);
1127         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
1128         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
1129         dbuf_rele(db, FTAG);
1130
1131         *dnp = dn;
1132         return (0);
1133 }
1134
1135 /*
1136  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
1137  */
1138 int
1139 dnode_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dnode_t **dnp)
1140 {
1141         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, tag, dnp));
1142 }
1143
1144 /*
1145  * Can only add a reference if there is already at least one
1146  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
1147  * new reference.
1148  */
1149 boolean_t
1150 dnode_add_ref(dnode_t *dn, void *tag)
1151 {
1152         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1153         if (refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
1154                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1155                 return (FALSE);
1156         }
1157         VERIFY(1 < refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
1158         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1159         return (TRUE);
1160 }
1161
1162 void
1163 dnode_rele(dnode_t *dn, void *tag)
1164 {
1165         uint64_t refs;
1166         /* Get while the hold prevents the dnode from moving. */
1167         dmu_buf_impl_t *db = dn->dn_dbuf;
1168         dnode_handle_t *dnh = dn->dn_handle;
1169
1170         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1171         refs = refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
1172         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1173
1174         /*
1175          * It's unsafe to release the last hold on a dnode by dnode_rele() or
1176          * indirectly by dbuf_rele() while relying on the dnode handle to
1177          * prevent the dnode from moving, since releasing the last hold could
1178          * result in the dnode's parent dbuf evicting its dnode handles. For
1179          * that reason anyone calling dnode_rele() or dbuf_rele() without some
1180          * other direct or indirect hold on the dnode must first drop the dnode
1181          * handle.
1182          */
1183         ASSERT(refs > 0 || dnh->dnh_zrlock.zr_owner != curthread);
1184
1185         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
1186         if (refs == 0 && db != NULL) {
1187                 /*
1188                  * Another thread could add a hold to the dnode handle in
1189                  * dnode_hold_impl() while holding the parent dbuf. Since the
1190                  * hold on the parent dbuf prevents the handle from being
1191                  * destroyed, the hold on the handle is OK. We can't yet assert
1192                  * that the handle has zero references, but that will be
1193                  * asserted anyway when the handle gets destroyed.
1194                  */
1195                 dbuf_rele(db, dnh);
1196         }
1197 }
1198
1199 void
1200 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1201 {
1202         objset_t *os = dn->dn_objset;
1203         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1204
1205         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
1206                 dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1207                 return;
1208         }
1209
1210         DNODE_VERIFY(dn);
1211
1212 #ifdef ZFS_DEBUG
1213         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1214         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
1215         ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg);
1216         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1217 #endif
1218
1219         /*
1220          * Determine old uid/gid when necessary
1221          */
1222         dmu_objset_userquota_get_ids(dn, B_TRUE, tx);
1223
1224         mutex_enter(&os->os_lock);
1225
1226         /*
1227          * If we are already marked dirty, we're done.
1228          */
1229         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
1230                 mutex_exit(&os->os_lock);
1231                 return;
1232         }
1233
1234         ASSERT(!refcount_is_zero(&dn->dn_holds) || list_head(&dn->dn_dbufs));
1235         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
1236         ASSERT3U(dn->dn_next_bonuslen[txg&TXG_MASK], ==, 0);
1237         ASSERT3U(dn->dn_next_blksz[txg&TXG_MASK], ==, 0);
1238         ASSERT3U(dn->dn_next_bonustype[txg&TXG_MASK], ==, 0);
1239
1240         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
1241             dn->dn_object, txg);
1242
1243         if (dn->dn_free_txg > 0 && dn->dn_free_txg <= txg) {
1244                 list_insert_tail(&os->os_free_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
1245         } else {
1246                 list_insert_tail(&os->os_dirty_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
1247         }
1248
1249         mutex_exit(&os->os_lock);
1250
1251         /*
1252          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
1253          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
1254          * dbuf maintains a hold on the dnode.  When the last child
1255          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
1256          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
1257          * dnode will hang around after we finish processing its
1258          * children.
1259          */
1260         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
1261
1262         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
1263
1264         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1265 }
1266
1267 void
1268 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1269 {
1270         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1271
1272         dprintf("dn=%p txg=%llu\n", dn, tx->tx_txg);
1273
1274         /* we should be the only holder... hopefully */
1275         /* ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), ==, 1); */
1276
1277         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1278         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
1279                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1280                 return;
1281         }
1282         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
1283         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1284
1285         /*
1286          * If the dnode is already dirty, it needs to be moved from
1287          * the dirty list to the free list.
1288          */
1289         mutex_enter(&dn->dn_objset->os_lock);
1290         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txgoff])) {
1291                 list_remove(&dn->dn_objset->os_dirty_dnodes[txgoff], dn);
1292                 list_insert_tail(&dn->dn_objset->os_free_dnodes[txgoff], dn);
1293                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
1294         } else {
1295                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
1296                 dnode_setdirty(dn, tx);
1297         }
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
1302  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
1303  */
1304 int
1305 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
1306 {
1307         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
1308         int err;
1309
1310         if (size == 0)
1311                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
1312         if (size > SPA_MAXBLOCKSIZE)
1313                 size = SPA_MAXBLOCKSIZE;
1314         else
1315                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
1316
1317         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
1318                 ibs = 0;
1319
1320         if (size >> SPA_MINBLOCKSHIFT == dn->dn_datablkszsec && ibs == 0)
1321                 return (0);
1322
1323         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1324
1325         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
1326         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid != 0)
1327                 goto fail;
1328
1329         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1330         for (db = list_head(&dn->dn_dbufs); db; db = db_next) {
1331                 db_next = list_next(&dn->dn_dbufs, db);
1332
1333                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1334                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1335                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1336                         goto fail;
1337                 }
1338         }
1339         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1340
1341         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
1342                 goto fail;
1343
1344         /* resize the old block */
1345         err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FTAG, &db);
1346         if (err == 0)
1347                 dbuf_new_size(db, size, tx);
1348         else if (err != ENOENT)
1349                 goto fail;
1350
1351         dnode_setdblksz(dn, size);
1352         dnode_setdirty(dn, tx);
1353         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = size;
1354         if (ibs) {
1355                 dn->dn_indblkshift = ibs;
1356                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg&TXG_MASK] = ibs;
1357         }
1358         /* rele after we have fixed the blocksize in the dnode */
1359         if (db)
1360                 dbuf_rele(db, FTAG);
1361
1362         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1363         return (0);
1364
1365 fail:
1366         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1367         return (ENOTSUP);
1368 }
1369
1370 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
1371 void
1372 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read)
1373 {
1374         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1375         int epbs, new_nlevels;
1376         uint64_t sz;
1377
1378         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1379
1380         ASSERT(have_read ?
1381             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
1382             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1383
1384         /*
1385          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
1386          * before upgrading to a write-lock.
1387          */
1388         if (have_read) {
1389                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
1390                         return;
1391
1392                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1393                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1394                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1395                 }
1396         }
1397
1398         if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
1399                 goto out;
1400
1401         dn->dn_maxblkid = blkid;
1402
1403         /*
1404          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
1405          */
1406         new_nlevels = 1;
1407         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1408         for (sz = dn->dn_nblkptr;
1409             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
1410                 new_nlevels++;
1411
1412         if (new_nlevels > dn->dn_nlevels) {
1413                 int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
1414                 dmu_buf_impl_t *db;
1415                 list_t *list;
1416                 dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
1417
1418                 dn->dn_nlevels = new_nlevels;
1419
1420                 ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
1421                 dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
1422
1423                 /* dirty the left indirects */
1424                 db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
1425                 ASSERT(db != NULL);
1426                 new = dbuf_dirty(db, tx);
1427                 dbuf_rele(db, FTAG);
1428
1429                 /* transfer the dirty records to the new indirect */
1430                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1431                 mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
1432                 list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
1433                 for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
1434                         dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1435                         if (dr->dr_dbuf->db_level != new_nlevels-1 &&
1436                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1437                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1438                                 ASSERT(dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels-1);
1439                                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1440                                 list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
1441                                 dr->dr_parent = new;
1442                         }
1443                 }
1444                 mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
1445                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1446         }
1447
1448 out:
1449         if (have_read)
1450                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
1451 }
1452
1453 void
1454 dnode_clear_range(dnode_t *dn, uint64_t blkid, uint64_t nblks, dmu_tx_t *tx)
1455 {
1456         avl_tree_t *tree = &dn->dn_ranges[tx->tx_txg&TXG_MASK];
1457         avl_index_t where;
1458         free_range_t *rp;
1459         free_range_t rp_tofind;
1460         uint64_t endblk = blkid + nblks;
1461
1462         ASSERT(MUTEX_HELD(&dn->dn_mtx));
1463         ASSERT(nblks <= UINT64_MAX - blkid); /* no overflow */
1464
1465         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
1466             blkid, nblks, tx->tx_txg);
1467         rp_tofind.fr_blkid = blkid;
1468         rp = avl_find(tree, &rp_tofind, &where);
1469         if (rp == NULL)
1470                 rp = avl_nearest(tree, where, AVL_BEFORE);
1471         if (rp == NULL)
1472                 rp = avl_nearest(tree, where, AVL_AFTER);
1473
1474         while (rp && (rp->fr_blkid <= blkid + nblks)) {
1475                 uint64_t fr_endblk = rp->fr_blkid + rp->fr_nblks;
1476                 free_range_t *nrp = AVL_NEXT(tree, rp);
1477
1478                 if (blkid <= rp->fr_blkid && endblk >= fr_endblk) {
1479                         /* clear this entire range */
1480                         avl_remove(tree, rp);
1481                         kmem_free(rp, sizeof (free_range_t));
1482                 } else if (blkid <= rp->fr_blkid &&
1483                     endblk > rp->fr_blkid && endblk < fr_endblk) {
1484                         /* clear the beginning of this range */
1485                         rp->fr_blkid = endblk;
1486                         rp->fr_nblks = fr_endblk - endblk;
1487                 } else if (blkid > rp->fr_blkid && blkid < fr_endblk &&
1488                     endblk >= fr_endblk) {
1489                         /* clear the end of this range */
1490                         rp->fr_nblks = blkid - rp->fr_blkid;
1491                 } else if (blkid > rp->fr_blkid && endblk < fr_endblk) {
1492                         /* clear a chunk out of this range */
1493                         free_range_t *new_rp =
1494                             kmem_alloc(sizeof (free_range_t), KM_SLEEP);
1495
1496                         new_rp->fr_blkid = endblk;
1497                         new_rp->fr_nblks = fr_endblk - endblk;
1498                         avl_insert_here(tree, new_rp, rp, AVL_AFTER);
1499                         rp->fr_nblks = blkid - rp->fr_blkid;
1500                 }
1501                 /* there may be no overlap */
1502                 rp = nrp;
1503         }
1504 }
1505
1506 void
1507 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
1508 {
1509         dmu_buf_impl_t *db;
1510         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
1511         int blksz, blkshift, head, tail;
1512         int trunc = FALSE;
1513         int epbs;
1514
1515         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1516         blksz = dn->dn_datablksz;
1517         blkshift = dn->dn_datablkshift;
1518         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1519
1520         if (len == -1ULL) {
1521                 len = UINT64_MAX - off;
1522                 trunc = TRUE;
1523         }
1524
1525         /*
1526          * First, block align the region to free:
1527          */
1528         if (ISP2(blksz)) {
1529                 head = P2NPHASE(off, blksz);
1530                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
1531                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1532                         goto out;
1533         } else {
1534                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
1535                 if (off == 0 && len >= blksz) {
1536                         /* Freeing the whole block; fast-track this request */
1537                         blkid = 0;
1538                         nblks = 1;
1539                         goto done;
1540                 } else if (off >= blksz) {
1541                         /* Freeing past end-of-data */
1542                         goto out;
1543                 } else {
1544                         /* Freeing part of the block. */
1545                         head = blksz - off;
1546                         ASSERT3U(head, >, 0);
1547                 }
1548                 blkoff = off;
1549         }
1550         /* zero out any partial block data at the start of the range */
1551         if (head) {
1552                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
1553                 if (len < head)
1554                         head = len;
1555                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off), TRUE,
1556                     FTAG, &db) == 0) {
1557                         caddr_t data;
1558
1559                         /* don't dirty if it isn't on disk and isn't dirty */
1560                         if (db->db_last_dirty ||
1561                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1562                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1563                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1564                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1565                                 data = db->db.db_data;
1566                                 bzero(data + blkoff, head);
1567                         }
1568                         dbuf_rele(db, FTAG);
1569                 }
1570                 off += head;
1571                 len -= head;
1572         }
1573
1574         /* If the range was less than one block, we're done */
1575         if (len == 0)
1576                 goto out;
1577
1578         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
1579         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1580                 goto out;
1581
1582         ASSERT(ISP2(blksz));
1583         if (trunc)
1584                 tail = 0;
1585         else
1586                 tail = P2PHASE(len, blksz);
1587
1588         ASSERT3U(P2PHASE(off, blksz), ==, 0);
1589         /* zero out any partial block data at the end of the range */
1590         if (tail) {
1591                 if (len < tail)
1592                         tail = len;
1593                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off+len),
1594                     TRUE, FTAG, &db) == 0) {
1595                         /* don't dirty if not on disk and not dirty */
1596                         if (db->db_last_dirty ||
1597                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1598                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1599                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1600                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1601                                 bzero(db->db.db_data, tail);
1602                         }
1603                         dbuf_rele(db, FTAG);
1604                 }
1605                 len -= tail;
1606         }
1607
1608         /* If the range did not include a full block, we are done */
1609         if (len == 0)
1610                 goto out;
1611
1612         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
1613         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
1614         blkid = off >> blkshift;
1615         nblks = len >> blkshift;
1616         if (trunc)
1617                 nblks += 1;
1618
1619         /*
1620          * Read in and mark all the level-1 indirects dirty,
1621          * so that they will stay in memory until syncing phase.
1622          * Always dirty the first and last indirect to make sure
1623          * we dirty all the partial indirects.
1624          */
1625         if (dn->dn_nlevels > 1) {
1626                 uint64_t i, first, last;
1627                 int shift = epbs + dn->dn_datablkshift;
1628
1629                 first = blkid >> epbs;
1630                 if ((db = dbuf_hold_level(dn, 1, first, FTAG))) {
1631                         dbuf_will_dirty(db, tx);
1632                         dbuf_rele(db, FTAG);
1633                 }
1634                 if (trunc)
1635                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
1636                 else
1637                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
1638                 if (last > first && (db = dbuf_hold_level(dn, 1, last, FTAG))) {
1639                         dbuf_will_dirty(db, tx);
1640                         dbuf_rele(db, FTAG);
1641                 }
1642                 for (i = first + 1; i < last; i++) {
1643                         uint64_t ibyte = i << shift;
1644                         int err;
1645
1646                         err = dnode_next_offset(dn,
1647                             DNODE_FIND_HAVELOCK, &ibyte, 1, 1, 0);
1648                         i = ibyte >> shift;
1649                         if (err == ESRCH || i >= last)
1650                                 break;
1651                         ASSERT(err == 0);
1652                         db = dbuf_hold_level(dn, 1, i, FTAG);
1653                         if (db) {
1654                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1655                                 dbuf_rele(db, FTAG);
1656                         }
1657                 }
1658         }
1659 done:
1660         /*
1661          * Add this range to the dnode range list.
1662          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
1663          */
1664         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1665         dnode_clear_range(dn, blkid, nblks, tx);
1666         {
1667                 free_range_t *rp, *found;
1668                 avl_index_t where;
1669                 avl_tree_t *tree = &dn->dn_ranges[tx->tx_txg&TXG_MASK];
1670
1671                 /* Add new range to dn_ranges */
1672                 rp = kmem_alloc(sizeof (free_range_t), KM_SLEEP);
1673                 rp->fr_blkid = blkid;
1674                 rp->fr_nblks = nblks;
1675                 found = avl_find(tree, rp, &where);
1676                 ASSERT(found == NULL);
1677                 avl_insert(tree, rp, where);
1678                 dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
1679                     blkid, nblks, tx->tx_txg);
1680         }
1681         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1682
1683         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
1684         dnode_setdirty(dn, tx);
1685 out:
1686         if (trunc && dn->dn_maxblkid >= (off >> blkshift))
1687                 dn->dn_maxblkid = (off >> blkshift ? (off >> blkshift) - 1 : 0);
1688
1689         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1690 }
1691
1692 static boolean_t
1693 dnode_spill_freed(dnode_t *dn)
1694 {
1695         int i;
1696
1697         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1698         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1699                 if (dn->dn_rm_spillblk[i] == DN_KILL_SPILLBLK)
1700                         break;
1701         }
1702         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1703         return (i < TXG_SIZE);
1704 }
1705
1706 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
1707 uint64_t
1708 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
1709 {
1710         free_range_t range_tofind;
1711         void *dp = spa_get_dsl(dn->dn_objset->os_spa);
1712         int i;
1713
1714         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID)
1715                 return (FALSE);
1716
1717         /*
1718          * If we're in the process of opening the pool, dp will not be
1719          * set yet, but there shouldn't be anything dirty.
1720          */
1721         if (dp == NULL)
1722                 return (FALSE);
1723
1724         if (dn->dn_free_txg)
1725                 return (TRUE);
1726
1727         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1728                 return (dnode_spill_freed(dn));
1729
1730         range_tofind.fr_blkid = blkid;
1731         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1732         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1733                 free_range_t *range_found;
1734                 avl_index_t idx;
1735
1736                 range_found = avl_find(&dn->dn_ranges[i], &range_tofind, &idx);
1737                 if (range_found) {
1738                         ASSERT(range_found->fr_nblks > 0);
1739                         break;
1740                 }
1741                 range_found = avl_nearest(&dn->dn_ranges[i], idx, AVL_BEFORE);
1742                 if (range_found &&
1743                     range_found->fr_blkid + range_found->fr_nblks > blkid)
1744                         break;
1745         }
1746         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1747         return (i < TXG_SIZE);
1748 }
1749
1750 /* call from syncing context when we actually write/free space for this dnode */
1751 void
1752 dnode_diduse_space(dnode_t *dn, int64_t delta)
1753 {
1754         uint64_t space;
1755         dprintf_dnode(dn, "dn=%p dnp=%p used=%llu delta=%lld\n",
1756             dn, dn->dn_phys,
1757             (u_longlong_t)dn->dn_phys->dn_used,
1758             (longlong_t)delta);
1759
1760         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1761         space = DN_USED_BYTES(dn->dn_phys);
1762         if (delta > 0) {
1763                 ASSERT3U(space + delta, >=, space); /* no overflow */
1764         } else {
1765                 ASSERT3U(space, >=, -delta); /* no underflow */
1766         }
1767         space += delta;
1768         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_DNODE_BYTES) {
1769                 ASSERT((dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) == 0);
1770                 ASSERT3U(P2PHASE(space, 1<<DEV_BSHIFT), ==, 0);
1771                 dn->dn_phys->dn_used = space >> DEV_BSHIFT;
1772         } else {
1773                 dn->dn_phys->dn_used = space;
1774                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_USED_BYTES;
1775         }
1776         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1777 }
1778
1779 /*
1780  * Call when we think we're going to write/free space in open context.
1781  * Be conservative (ie. OK to write less than this or free more than
1782  * this, but don't write more or free less).
1783  */
1784 void
1785 dnode_willuse_space(dnode_t *dn, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
1786 {
1787         objset_t *os = dn->dn_objset;
1788         dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
1789
1790         if (space > 0)
1791                 space = spa_get_asize(os->os_spa, space);
1792
1793         if (ds)
1794                 dsl_dir_willuse_space(ds->ds_dir, space, tx);
1795
1796         dmu_tx_willuse_space(tx, space);
1797 }
1798
1799 /*
1800  * This function scans a block at the indicated "level" looking for
1801  * a hole or data (depending on 'flags').  If level > 0, then we are
1802  * scanning an indirect block looking at its pointers.  If level == 0,
1803  * then we are looking at a block of dnodes.  If we don't find what we
1804  * are looking for in the block, we return ESRCH.  Otherwise, return
1805  * with *offset pointing to the beginning (if searching forwards) or
1806  * end (if searching backwards) of the range covered by the block
1807  * pointer we matched on (or dnode).
1808  *
1809  * The basic search algorithm used below by dnode_next_offset() is to
1810  * use this function to search up the block tree (widen the search) until
1811  * we find something (i.e., we don't return ESRCH) and then search back
1812  * down the tree (narrow the search) until we reach our original search
1813  * level.
1814  */
1815 static int
1816 dnode_next_offset_level(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1817         int lvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1818 {
1819         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
1820         void *data = NULL;
1821         uint64_t epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1822         uint64_t epb = 1ULL << epbs;
1823         uint64_t minfill, maxfill;
1824         boolean_t hole;
1825         int i, inc, error, span;
1826
1827         dprintf("probing object %llu offset %llx level %d of %u\n",
1828             dn->dn_object, *offset, lvl, dn->dn_phys->dn_nlevels);
1829
1830         hole = ((flags & DNODE_FIND_HOLE) != 0);
1831         inc = (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS) ? -1 : 1;
1832         ASSERT(txg == 0 || !hole);
1833
1834         if (lvl == dn->dn_phys->dn_nlevels) {
1835                 error = 0;
1836                 epb = dn->dn_phys->dn_nblkptr;
1837                 data = dn->dn_phys->dn_blkptr;
1838         } else {
1839                 uint64_t blkid = dbuf_whichblock(dn, *offset) >> (epbs * lvl);
1840                 error = dbuf_hold_impl(dn, lvl, blkid, TRUE, FTAG, &db);
1841                 if (error) {
1842                         if (error != ENOENT)
1843                                 return (error);
1844                         if (hole)
1845                                 return (0);
1846                         /*
1847                          * This can only happen when we are searching up
1848                          * the block tree for data.  We don't really need to
1849                          * adjust the offset, as we will just end up looking
1850                          * at the pointer to this block in its parent, and its
1851                          * going to be unallocated, so we will skip over it.
1852                          */
1853                         return (ESRCH);
1854                 }
1855                 error = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL | DB_RF_HAVESTRUCT);
1856                 if (error) {
1857                         dbuf_rele(db, FTAG);
1858                         return (error);
1859                 }
1860                 data = db->db.db_data;
1861         }
1862
1863         if (db && txg &&
1864             (db->db_blkptr == NULL || db->db_blkptr->blk_birth <= txg)) {
1865                 /*
1866                  * This can only happen when we are searching up the tree
1867                  * and these conditions mean that we need to keep climbing.
1868                  */
1869                 error = ESRCH;
1870         } else if (lvl == 0) {
1871                 dnode_phys_t *dnp = data;
1872                 span = DNODE_SHIFT;
1873                 ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1874
1875                 for (i = (*offset >> span) & (blkfill - 1);
1876                     i >= 0 && i < blkfill; i += inc) {
1877                         if ((dnp[i].dn_type == DMU_OT_NONE) == hole)
1878                                 break;
1879                         *offset += (1ULL << span) * inc;
1880                 }
1881                 if (i < 0 || i == blkfill)
1882                         error = ESRCH;
1883         } else {
1884                 blkptr_t *bp = data;
1885                 uint64_t start = *offset;
1886                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
1887                 minfill = 0;
1888                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
1889
1890                 if (hole)
1891                         maxfill--;
1892                 else
1893                         minfill++;
1894
1895                 *offset = *offset >> span;
1896                 for (i = BF64_GET(*offset, 0, epbs);
1897                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
1898                         if (bp[i].blk_fill >= minfill &&
1899                             bp[i].blk_fill <= maxfill &&
1900                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
1901                                 break;
1902                         if (inc > 0 || *offset > 0)
1903                                 *offset += inc;
1904                 }
1905                 *offset = *offset << span;
1906                 if (inc < 0) {
1907                         /* traversing backwards; position offset at the end */
1908                         ASSERT3U(*offset, <=, start);
1909                         *offset = MIN(*offset + (1ULL << span) - 1, start);
1910                 } else if (*offset < start) {
1911                         *offset = start;
1912                 }
1913                 if (i < 0 || i >= epb)
1914                         error = ESRCH;
1915         }
1916
1917         if (db)
1918                 dbuf_rele(db, FTAG);
1919
1920         return (error);
1921 }
1922
1923 /*
1924  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
1925  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
1926  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
1927  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
1928  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
1929  *
1930  * Examples:
1931  *
1932  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
1933  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
1934  *      Used in dmu_offset_next().
1935  *
1936  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
1937  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
1938  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
1939  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
1940  *      Used in dmu_object_next().
1941  *
1942  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
1943  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
1944  *      Used in dmu_object_alloc().
1945  */
1946 int
1947 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1948     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1949 {
1950         uint64_t initial_offset = *offset;
1951         int lvl, maxlvl;
1952         int error = 0;
1953
1954         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1955                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1956
1957         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
1958                 error = ESRCH;
1959                 goto out;
1960         }
1961
1962         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
1963                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
1964                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
1965                                 *offset = dn->dn_datablksz;
1966                 } else {
1967                         error = ESRCH;
1968                 }
1969                 goto out;
1970         }
1971
1972         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
1973
1974         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
1975                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1976                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1977                 if (error != ESRCH)
1978                         break;
1979         }
1980
1981         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
1982                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1983                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1984         }
1985
1986         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
1987             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
1988                 error = ESRCH;
1989 out:
1990         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1991                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1992
1993         return (error);
1994 }