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 2008 Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
  23  * Use is subject to license terms.
  24  */
  25
  26 #include <sys/zfs_context.h>
  27 #include <sys/dbuf.h>
  28 #include <sys/dnode.h>
  29 #include <sys/dmu.h>
  30 #include <sys/dmu_impl.h>
  31 #include <sys/dmu_tx.h>
  32 #include <sys/dmu_objset.h>
  33 #include <sys/dsl_dir.h>
  34 #include <sys/dsl_dataset.h>
  35 #include <sys/spa.h>
  36 #include <sys/zio.h>
  37 #include <sys/dmu_zfetch.h>
  38
  39 static int free_range_compar(const void *node1, const void *node2);
  40
  41 static kmem_cache_t *dnode_cache;
  42
  43 static dnode_phys_t dnode_phys_zero;
  44
  45 int zfs_default_bs = SPA_MINBLOCKSHIFT;
  46 int zfs_default_ibs = DN_MAX_INDBLKSHIFT;
  47
  48 /* ARGSUSED */
  49 static int
  50 dnode_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
  51 {
  52         int i;
  53         dnode_t *dn = arg;
  54         bzero(dn, sizeof (dnode_t));
  55
  56         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         refcount_create(&dn->dn_holds);
  60         refcount_create(&dn->dn_tx_holds);
  61
  62         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
  63                 avl_create(&dn->dn_ranges[i], free_range_compar,
  64                     sizeof (free_range_t),
  65                     offsetof(struct free_range, fr_node));
  66                 list_create(&dn->dn_dirty_records[i],
  67                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
  68                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
  69         }
  70
  71         list_create(&dn->dn_dbufs, sizeof (dmu_buf_impl_t),
  72             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
  73
  74         return (0);
  75 }
  76
  77 /* ARGSUSED */
  78 static void
  79 dnode_dest(void *arg, void *unused)
  80 {
  81         int i;
  82         dnode_t *dn = arg;
  83
  84         rw_destroy(&dn->dn_struct_rwlock);
  85         mutex_destroy(&dn->dn_mtx);
  86         mutex_destroy(&dn->dn_dbufs_mtx);
  87         refcount_destroy(&dn->dn_holds);
  88         refcount_destroy(&dn->dn_tx_holds);
  89
  90         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
  91                 avl_destroy(&dn->dn_ranges[i]);
  92                 list_destroy(&dn->dn_dirty_records[i]);
  93         }
  94
  95         list_destroy(&dn->dn_dbufs);
  96 }
  97
  98 void
  99 dnode_init(void)
 100 {
 101         dnode_cache = kmem_cache_create("dnode_t",
 102             sizeof (dnode_t),
 103             0, dnode_cons, dnode_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
 104 }
 105
 106 void
 107 dnode_fini(void)
 108 {
 109         kmem_cache_destroy(dnode_cache);
 110 }
 111
 112
 113 #ifdef ZFS_DEBUG
 114 void
 115 dnode_verify(dnode_t *dn)
 116 {
 117         int drop_struct_lock = FALSE;
 118
 119         ASSERT(dn->dn_phys);
 120         ASSERT(dn->dn_objset);
 121
 122         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type < DMU_OT_NUMTYPES);
 123
 124         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DNODE_VERIFY))
 125                 return;
 126
 127         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
 128                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 129                 drop_struct_lock = TRUE;
 130         }
 131         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE || dn->dn_allocated_txg != 0) {
 132                 int i;
 133                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, >=, 0);
 134                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 135                 if (dn->dn_datablkshift) {
 136                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
 137                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 138                         ASSERT3U(1<<dn->dn_datablkshift, ==, dn->dn_datablksz);
 139                 }
 140                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, <=, 30);
 141                 ASSERT3U(dn->dn_type, <=, DMU_OT_NUMTYPES);
 142                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, >=, 1);
 143                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 144                 ASSERT3U(dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 145                 ASSERT3U(dn->dn_datablksz, ==,
 146                     dn->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 147                 ASSERT3U(ISP2(dn->dn_datablksz), ==, dn->dn_datablkshift != 0);
 148                 ASSERT3U((dn->dn_nblkptr - 1) * sizeof (blkptr_t) +
 149                     dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 150                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 151                         ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], <=, dn->dn_nlevels);
 152                 }
 153         }
 154         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE)
 155                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_nlevels, <=, dn->dn_nlevels);
 156         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT || dn->dn_dbuf != NULL);
 157         if (dn->dn_dbuf != NULL) {
 158                 ASSERT3P(dn->dn_phys, ==,
 159                     (dnode_phys_t *)dn->dn_dbuf->db.db_data +
 160                     (dn->dn_object % (dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT)));
 161         }
 162         if (drop_struct_lock)
 163                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 164 }
 165 #endif
 166
 167 void
 168 dnode_byteswap(dnode_phys_t *dnp)
 169 {
 170         uint64_t *buf64 = (void*)&dnp->dn_blkptr;
 171         int i;
 172
 173         if (dnp->dn_type == DMU_OT_NONE) {
 174                 bzero(dnp, sizeof (dnode_phys_t));
 175                 return;
 176         }
 177
 178         dnp->dn_datablkszsec = BSWAP_16(dnp->dn_datablkszsec);
 179         dnp->dn_bonuslen = BSWAP_16(dnp->dn_bonuslen);
 180         dnp->dn_maxblkid = BSWAP_64(dnp->dn_maxblkid);
 181         dnp->dn_used = BSWAP_64(dnp->dn_used);
 182
 183         /*
 184          * dn_nblkptr is only one byte, so it's OK to read it in either
 185          * byte order.  We can't read dn_bouslen.
 186          */
 187         ASSERT(dnp->dn_indblkshift <= SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 188         ASSERT(dnp->dn_nblkptr <= DN_MAX_NBLKPTR);
 189         for (i = 0; i < dnp->dn_nblkptr * sizeof (blkptr_t)/8; i++)
 190                 buf64[i] = BSWAP_64(buf64[i]);
 191
 192         /*
 193          * OK to check dn_bonuslen for zero, because it won't matter if
 194          * we have the wrong byte order.  This is necessary because the
 195          * dnode dnode is smaller than a regular dnode.
 196          */
 197         if (dnp->dn_bonuslen != 0) {
 198                 /*
 199                  * Note that the bonus length calculated here may be
 200                  * longer than the actual bonus buffer.  This is because
 201                  * we always put the bonus buffer after the last block
 202                  * pointer (instead of packing it against the end of the
 203                  * dnode buffer).
 204                  */
 205                 int off = (dnp->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 206                 size_t len = DN_MAX_BONUSLEN - off;
 207                 ASSERT3U(dnp->dn_bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 208                 dmu_ot[dnp->dn_bonustype].ot_byteswap(dnp->dn_bonus + off, len);
 209         }
 210 }
 211
 212 void
 213 dnode_buf_byteswap(void *vbuf, size_t size)
 214 {
 215         dnode_phys_t *buf = vbuf;
 216         int i;
 217
 218         ASSERT3U(sizeof (dnode_phys_t), ==, (1<<DNODE_SHIFT));
 219         ASSERT((size & (sizeof (dnode_phys_t)-1)) == 0);
 220
 221         size >>= DNODE_SHIFT;
 222         for (i = 0; i < size; i++) {
 223                 dnode_byteswap(buf);
 224                 buf++;
 225         }
 226 }
 227
 228 static int
 229 free_range_compar(const void *node1, const void *node2)
 230 {
 231         const free_range_t *rp1 = node1;
 232         const free_range_t *rp2 = node2;
 233
 234         if (rp1->fr_blkid < rp2->fr_blkid)
 235                 return (-1);
 236         else if (rp1->fr_blkid > rp2->fr_blkid)
 237                 return (1);
 238         else return (0);
 239 }
 240
 241 void
 242 dnode_setbonuslen(dnode_t *dn, int newsize, dmu_tx_t *tx)
 243 {
 244         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 245
 246         dnode_setdirty(dn, tx);
 247         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 248         ASSERT3U(newsize, <=, DN_MAX_BONUSLEN -
 249             (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t));
 250         dn->dn_bonuslen = newsize;
 251         if (newsize == 0)
 252                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_ZERO_BONUSLEN;
 253         else
 254                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 255         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 256 }
 257
 258 static void
 259 dnode_setdblksz(dnode_t *dn, int size)
 260 {
 261         ASSERT3U(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE), ==, 0);
 262         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 263         ASSERT3U(size, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 264         ASSERT3U(size >> SPA_MINBLOCKSHIFT, <,
 265             1<<(sizeof (dn->dn_phys->dn_datablkszsec) * 8));
 266         dn->dn_datablksz = size;
 267         dn->dn_datablkszsec = size >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
 268         dn->dn_datablkshift = ISP2(size) ? highbit(size - 1) : 0;
 269 }
 270
 271 static dnode_t *
 272 dnode_create(objset_impl_t *os, dnode_phys_t *dnp, dmu_buf_impl_t *db,
 273     uint64_t object)
 274 {
 275         dnode_t *dn = kmem_cache_alloc(dnode_cache, KM_SLEEP);
 276         (void) dnode_cons(dn, NULL, 0); /* XXX */
 277
 278         dn->dn_objset = os;
 279         dn->dn_object = object;
 280         dn->dn_dbuf = db;
 281         dn->dn_phys = dnp;
 282
 283         if (dnp->dn_datablkszsec)
 284                 dnode_setdblksz(dn, dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 285         dn->dn_indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
 286         dn->dn_nlevels = dnp->dn_nlevels;
 287         dn->dn_type = dnp->dn_type;
 288         dn->dn_nblkptr = dnp->dn_nblkptr;
 289         dn->dn_checksum = dnp->dn_checksum;
 290         dn->dn_compress = dnp->dn_compress;
 291         dn->dn_bonustype = dnp->dn_bonustype;
 292         dn->dn_bonuslen = dnp->dn_bonuslen;
 293         dn->dn_maxblkid = dnp->dn_maxblkid;
 294
 295         dmu_zfetch_init(&dn->dn_zfetch, dn);
 296
 297         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type < DMU_OT_NUMTYPES);
 298         mutex_enter(&os->os_lock);
 299         list_insert_head(&os->os_dnodes, dn);
 300         mutex_exit(&os->os_lock);
 301
 302         arc_space_consume(sizeof (dnode_t));
 303         return (dn);
 304 }
 305
 306 static void
 307 dnode_destroy(dnode_t *dn)
 308 {
 309         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
 310
 311 #ifdef ZFS_DEBUG
 312         int i;
 313
 314         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 315                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 316                 ASSERT(NULL == list_head(&dn->dn_dirty_records[i]));
 317                 ASSERT(0 == avl_numnodes(&dn->dn_ranges[i]));
 318         }
 319         ASSERT(NULL == list_head(&dn->dn_dbufs));
 320 #endif
 321
 322         mutex_enter(&os->os_lock);
 323         list_remove(&os->os_dnodes, dn);
 324         mutex_exit(&os->os_lock);
 325
 326         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
 327                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 328                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 329         }
 330         dmu_zfetch_rele(&dn->dn_zfetch);
 331         if (dn->dn_bonus) {
 332                 mutex_enter(&dn->dn_bonus->db_mtx);
 333                 dbuf_evict(dn->dn_bonus);
 334                 dn->dn_bonus = NULL;
 335         }
 336         kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
 337         arc_space_return(sizeof (dnode_t));
 338 }
 339
 340 void
 341 dnode_allocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize, int ibs,
 342     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
 343 {
 344         int i;
 345
 346         if (blocksize == 0)
 347                 blocksize = 1 << zfs_default_bs;
 348         else if (blocksize > SPA_MAXBLOCKSIZE)
 349                 blocksize = SPA_MAXBLOCKSIZE;
 350         else
 351                 blocksize = P2ROUNDUP(blocksize, SPA_MINBLOCKSIZE);
 352
 353         if (ibs == 0)
 354                 ibs = zfs_default_ibs;
 355
 356         ibs = MIN(MAX(ibs, DN_MIN_INDBLKSHIFT), DN_MAX_INDBLKSHIFT);
 357
 358         dprintf("os=%p obj=%llu txg=%llu blocksize=%d ibs=%d\n", dn->dn_objset,
 359             dn->dn_object, tx->tx_txg, blocksize, ibs);
 360
 361         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 362         ASSERT(bcmp(dn->dn_phys, &dnode_phys_zero, sizeof (dnode_phys_t)) == 0);
 363         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type == DMU_OT_NONE);
 364         ASSERT(ot != DMU_OT_NONE);
 365         ASSERT3U(ot, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 366         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 367             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
 368         ASSERT3U(bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 369         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 370         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 371         ASSERT3U(dn->dn_maxblkid, ==, 0);
 372         ASSERT3U(dn->dn_allocated_txg, ==, 0);
 373         ASSERT3U(dn->dn_assigned_txg, ==, 0);
 374         ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 375         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), <=, 1);
 376         ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dbufs), ==, NULL);
 377
 378         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 379                 ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], ==, 0);
 380                 ASSERT3U(dn->dn_next_indblkshift[i], ==, 0);
 381                 ASSERT3U(dn->dn_next_bonuslen[i], ==, 0);
 382                 ASSERT3U(dn->dn_next_blksz[i], ==, 0);
 383                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 384                 ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dirty_records[i]), ==, NULL);
 385                 ASSERT3U(avl_numnodes(&dn->dn_ranges[i]), ==, 0);
 386         }
 387
 388         dn->dn_type = ot;
 389         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 390         dn->dn_indblkshift = ibs;
 391         dn->dn_nlevels = 1;
 392         dn->dn_nblkptr = 1 + ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
 393         dn->dn_bonustype = bonustype;
 394         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 395         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 396         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 397         dn->dn_dirtyctx = 0;
 398
 399         dn->dn_free_txg = 0;
 400         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
 401                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 402                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 403         }
 404
 405         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 406
 407         dnode_setdirty(dn, tx);
 408         dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
 409         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 410         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_datablksz;
 411 }
 412
 413 void
 414 dnode_reallocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize,
 415     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
 416 {
 417         int i, old_nblkptr;
 418         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
 419
 420         ASSERT3U(blocksize, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 421         ASSERT3U(blocksize, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 422         ASSERT3U(blocksize % SPA_MINBLOCKSIZE, ==, 0);
 423         ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT || dmu_tx_private_ok(tx));
 424         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
 425         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 426             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
 427         ASSERT3U(bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 428         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 429
 430         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++)
 431                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 432
 433         /* clean up any unreferenced dbufs */
 434         dnode_evict_dbufs(dn);
 435         ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dbufs), ==, NULL);
 436
 437         /*
 438          * XXX I should really have a generation number to tell if we
 439          * need to do this...
 440          */
 441         if (blocksize != dn->dn_datablksz ||
 442             dn->dn_bonustype != bonustype || dn->dn_bonuslen != bonuslen) {
 443                 /* free all old data */
 444                 dnode_free_range(dn, 0, -1ULL, tx);
 445         }
 446
 447         /* change blocksize */
 448         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 449         if (blocksize != dn->dn_datablksz &&
 450             (!BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
 451             list_head(&dn->dn_dbufs) != NULL)) {
 452                 db = dbuf_hold(dn, 0, FTAG);
 453                 dbuf_new_size(db, blocksize, tx);
 454         }
 455         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 456         dnode_setdirty(dn, tx);
 457         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonuslen;
 458         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = blocksize;
 459         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 460         if (db)
 461                 dbuf_rele(db, FTAG);
 462
 463         /* change type */
 464         dn->dn_type = ot;
 465
 466         /* change bonus size and type */
 467         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 468         old_nblkptr = dn->dn_nblkptr;
 469         dn->dn_bonustype = bonustype;
 470         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 471         dn->dn_nblkptr = 1 + ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
 472         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 473         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 474         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 475
 476         /* XXX - for now, we can't make nblkptr smaller */
 477         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, >=, old_nblkptr);
 478
 479         /* fix up the bonus db_size if dn_nblkptr has changed */
 480         if (dn->dn_bonus && dn->dn_bonuslen != old_nblkptr) {
 481                 dn->dn_bonus->db.db_size =
 482                     DN_MAX_BONUSLEN - (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 483                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
 484         }
 485
 486         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 487         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 488 }
 489
 490 void
 491 dnode_special_close(dnode_t *dn)
 492 {
 493         /*
 494          * Wait for final references to the dnode to clear.  This can
 495          * only happen if the arc is asyncronously evicting state that
 496          * has a hold on this dnode while we are trying to evict this
 497          * dnode.
 498          */
 499         while (refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
 500                 delay(1);
 501         dnode_destroy(dn);
 502 }
 503
 504 dnode_t *
 505 dnode_special_open(objset_impl_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object)
 506 {
 507         dnode_t *dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object);
 508         DNODE_VERIFY(dn);
 509         return (dn);
 510 }
 511
 512 static void
 513 dnode_buf_pageout(dmu_buf_t *db, void *arg)
 514 {
 515         dnode_t **children_dnodes = arg;
 516         int i;
 517         int epb = db->db_size >> DNODE_SHIFT;
 518
 519         for (i = 0; i < epb; i++) {
 520                 dnode_t *dn = children_dnodes[i];
 521                 int n;
 522
 523                 if (dn == NULL)
 524                         continue;
 525 #ifdef ZFS_DEBUG
 526                 /*
 527                  * If there are holds on this dnode, then there should
 528                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
 529                  * it wouldn't be eligable for eviction and this function
 530                  * would not have been called.
 531                  */
 532                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
 533                 ASSERT(list_head(&dn->dn_dbufs) == NULL);
 534                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 535
 536                 for (n = 0; n < TXG_SIZE; n++)
 537                         ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[n]));
 538 #endif
 539                 children_dnodes[i] = NULL;
 540                 dnode_destroy(dn);
 541         }
 542         kmem_free(children_dnodes, epb * sizeof (dnode_t *));
 543 }
 544
 545 /*
 546  * errors:
 547  * EINVAL - invalid object number.
 548  * EIO - i/o error.
 549  * succeeds even for free dnodes.
 550  */
 551 int
 552 dnode_hold_impl(objset_impl_t *os, uint64_t object, int flag,
 553     void *tag, dnode_t **dnp)
 554 {
 555         int epb, idx, err;
 556         int drop_struct_lock = FALSE;
 557         int type;
 558         uint64_t blk;
 559         dnode_t *mdn, *dn;
 560         dmu_buf_impl_t *db;
 561         dnode_t **children_dnodes;
 562
 563         /*
 564          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
 565          * be asking the DMU to do *anything*.
 566          */
 567         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0);
 568
 569         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
 570                 return (EINVAL);
 571
 572         mdn = os->os_meta_dnode;
 573
 574         DNODE_VERIFY(mdn);
 575
 576         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
 577                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 578                 drop_struct_lock = TRUE;
 579         }
 580
 581         blk = dbuf_whichblock(mdn, object * sizeof (dnode_phys_t));
 582
 583         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
 584         if (drop_struct_lock)
 585                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
 586         if (db == NULL)
 587                 return (EIO);
 588         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL);
 589         if (err) {
 590                 dbuf_rele(db, FTAG);
 591                 return (err);
 592         }
 593
 594         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
 595         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
 596
 597         idx = object & (epb-1);
 598
 599         children_dnodes = dmu_buf_get_user(&db->db);
 600         if (children_dnodes == NULL) {
 601                 dnode_t **winner;
 602                 children_dnodes = kmem_zalloc(epb * sizeof (dnode_t *),
 603                     KM_SLEEP);
 604                 if (winner = dmu_buf_set_user(&db->db, children_dnodes, NULL,
 605                     dnode_buf_pageout)) {
 606                         kmem_free(children_dnodes, epb * sizeof (dnode_t *));
 607                         children_dnodes = winner;
 608                 }
 609         }
 610
 611         if ((dn = children_dnodes[idx]) == NULL) {
 612                 dnode_phys_t *dnp = (dnode_phys_t *)db->db.db_data+idx;
 613                 dnode_t *winner;
 614
 615                 dn = dnode_create(os, dnp, db, object);
 616                 winner = atomic_cas_ptr(&children_dnodes[idx], NULL, dn);
 617                 if (winner != NULL) {
 618                         dnode_destroy(dn);
 619                         dn = winner;
 620                 }
 621         }
 622
 623         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 624         type = dn->dn_type;
 625         if (dn->dn_free_txg ||
 626             ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE) ||
 627             ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)) {
 628                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 629                 dbuf_rele(db, FTAG);
 630                 return (type == DMU_OT_NONE ? ENOENT : EEXIST);
 631         }
 632         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 633
 634         if (refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
 635                 dbuf_add_ref(db, dn);
 636
 637         DNODE_VERIFY(dn);
 638         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
 639         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
 640         dbuf_rele(db, FTAG);
 641
 642         *dnp = dn;
 643         return (0);
 644 }
 645
 646 /*
 647  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
 648  */
 649 int
 650 dnode_hold(objset_impl_t *os, uint64_t object, void *tag, dnode_t **dnp)
 651 {
 652         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, tag, dnp));
 653 }
 654
 655 /*
 656  * Can only add a reference if there is already at least one
 657  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
 658  * new reference.
 659  */
 660 boolean_t
 661 dnode_add_ref(dnode_t *dn, void *tag)
 662 {
 663         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 664         if (refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
 665                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 666                 return (FALSE);
 667         }
 668         VERIFY(1 < refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
 669         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 670         return (TRUE);
 671 }
 672
 673 void
 674 dnode_rele(dnode_t *dn, void *tag)
 675 {
 676         uint64_t refs;
 677
 678         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 679         refs = refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
 680         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 681         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
 682         if (refs == 0 && dn->dn_dbuf)
 683                 dbuf_rele(dn->dn_dbuf, dn);
 684 }
 685
 686 void
 687 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 688 {
 689         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
 690         uint64_t txg = tx->tx_txg;
 691
 692         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT)
 693                 return;
 694
 695         DNODE_VERIFY(dn);
 696
 697 #ifdef ZFS_DEBUG
 698         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 699         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
 700         /* ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg); */
 701         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 702 #endif
 703
 704         mutex_enter(&os->os_lock);
 705
 706         /*
 707          * If we are already marked dirty, we're done.
 708          */
 709         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
 710                 mutex_exit(&os->os_lock);
 711                 return;
 712         }
 713
 714         ASSERT(!refcount_is_zero(&dn->dn_holds) || list_head(&dn->dn_dbufs));
 715         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
 716         ASSERT3U(dn->dn_next_bonuslen[txg&TXG_MASK], ==, 0);
 717         ASSERT3U(dn->dn_next_blksz[txg&TXG_MASK], ==, 0);
 718
 719         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
 720             dn->dn_object, txg);
 721
 722         if (dn->dn_free_txg > 0 && dn->dn_free_txg <= txg) {
 723                 list_insert_tail(&os->os_free_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
 724         } else {
 725                 list_insert_tail(&os->os_dirty_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
 726         }
 727
 728         mutex_exit(&os->os_lock);
 729
 730         /*
 731          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
 732          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
 733          * dbuf maintaines a hold on the dnode.  When the last child
 734          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
 735          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
 736          * dnode will hang around after we finish processing its
 737          * children.
 738          */
 739         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
 740
 741         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
 742
 743         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
 744 }
 745
 746 void
 747 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 748 {
 749         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
 750
 751         dprintf("dn=%p txg=%llu\n", dn, tx->tx_txg);
 752
 753         /* we should be the only holder... hopefully */
 754         /* ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), ==, 1); */
 755
 756         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 757         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
 758                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 759                 return;
 760         }
 761         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
 762         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 763
 764         /*
 765          * If the dnode is already dirty, it needs to be moved from
 766          * the dirty list to the free list.
 767          */
 768         mutex_enter(&dn->dn_objset->os_lock);
 769         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txgoff])) {
 770                 list_remove(&dn->dn_objset->os_dirty_dnodes[txgoff], dn);
 771                 list_insert_tail(&dn->dn_objset->os_free_dnodes[txgoff], dn);
 772                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
 773         } else {
 774                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
 775                 dnode_setdirty(dn, tx);
 776         }
 777 }
 778
 779 /*
 780  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
 781  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
 782  */
 783 int
 784 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
 785 {
 786         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
 787         int err;
 788
 789         if (size == 0)
 790                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
 791         if (size > SPA_MAXBLOCKSIZE)
 792                 size = SPA_MAXBLOCKSIZE;
 793         else
 794                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
 795
 796         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
 797                 ibs = 0;
 798
 799         if (size >> SPA_MINBLOCKSHIFT == dn->dn_datablkszsec && ibs == 0)
 800                 return (0);
 801
 802         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 803
 804         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
 805         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid != 0)
 806                 goto fail;
 807
 808         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
 809         for (db = list_head(&dn->dn_dbufs); db; db = db_next) {
 810                 db_next = list_next(&dn->dn_dbufs, db);
 811
 812                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID) {
 813                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
 814                         goto fail;
 815                 }
 816         }
 817         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
 818
 819         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
 820                 goto fail;
 821
 822         /* resize the old block */
 823         err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FTAG, &db);
 824         if (err == 0)
 825                 dbuf_new_size(db, size, tx);
 826         else if (err != ENOENT)
 827                 goto fail;
 828
 829         dnode_setdblksz(dn, size);
 830         dnode_setdirty(dn, tx);
 831         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = size;
 832         if (ibs) {
 833                 dn->dn_indblkshift = ibs;
 834                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg&TXG_MASK] = ibs;
 835         }
 836         /* rele after we have fixed the blocksize in the dnode */
 837         if (db)
 838                 dbuf_rele(db, FTAG);
 839
 840         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 841         return (0);
 842
 843 fail:
 844         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 845         return (ENOTSUP);
 846 }
 847
 848 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
 849 void
 850 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read)
 851 {
 852         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
 853         int epbs, new_nlevels;
 854         uint64_t sz;
 855
 856         ASSERT(blkid != DB_BONUS_BLKID);
 857
 858         ASSERT(have_read ?
 859             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
 860             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
 861
 862         /*
 863          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
 864          * before upgrading to a write-lock.
 865          */
 866         if (have_read) {
 867                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
 868                         return;
 869
 870                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
 871                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 872                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 873                 }
 874         }
 875
 876         if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
 877                 goto out;
 878
 879         dn->dn_maxblkid = blkid;
 880
 881         /*
 882          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
 883          */
 884         new_nlevels = 1;
 885         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 886         for (sz = dn->dn_nblkptr;
 887             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
 888                 new_nlevels++;
 889
 890         if (new_nlevels > dn->dn_nlevels) {
 891                 int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
 892                 dmu_buf_impl_t *db;
 893                 list_t *list;
 894                 dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
 895
 896                 dn->dn_nlevels = new_nlevels;
 897
 898                 ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
 899                 dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
 900
 901                 /* dirty the left indirects */
 902                 db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
 903                 new = dbuf_dirty(db, tx);
 904                 dbuf_rele(db, FTAG);
 905
 906                 /* transfer the dirty records to the new indirect */
 907                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 908                 mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
 909                 list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
 910                 for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
 911                         dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
 912                         if (dr->dr_dbuf->db_level != new_nlevels-1 &&
 913                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DB_BONUS_BLKID) {
 914                                 ASSERT(dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels-1);
 915                                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
 916                                 list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
 917                                 dr->dr_parent = new;
 918                         }
 919                 }
 920                 mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
 921                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 922         }
 923
 924 out:
 925         if (have_read)
 926                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
 927 }
 928
 929 void
 930 dnode_clear_range(dnode_t *dn, uint64_t blkid, uint64_t nblks, dmu_tx_t *tx)
 931 {
 932         avl_tree_t *tree = &dn->dn_ranges[tx->tx_txg&TXG_MASK];
 933         avl_index_t where;
 934         free_range_t *rp;
 935         free_range_t rp_tofind;
 936         uint64_t endblk = blkid + nblks;
 937
 938         ASSERT(MUTEX_HELD(&dn->dn_mtx));
 939         ASSERT(nblks <= UINT64_MAX - blkid); /* no overflow */
 940
 941         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
 942             blkid, nblks, tx->tx_txg);
 943         rp_tofind.fr_blkid = blkid;
 944         rp = avl_find(tree, &rp_tofind, &where);
 945         if (rp == NULL)
 946                 rp = avl_nearest(tree, where, AVL_BEFORE);
 947         if (rp == NULL)
 948                 rp = avl_nearest(tree, where, AVL_AFTER);
 949
 950         while (rp && (rp->fr_blkid <= blkid + nblks)) {
 951                 uint64_t fr_endblk = rp->fr_blkid + rp->fr_nblks;
 952                 free_range_t *nrp = AVL_NEXT(tree, rp);
 953
 954                 if (blkid <= rp->fr_blkid && endblk >= fr_endblk) {
 955                         /* clear this entire range */
 956                         avl_remove(tree, rp);
 957                         kmem_free(rp, sizeof (free_range_t));
 958                 } else if (blkid <= rp->fr_blkid &&
 959                     endblk > rp->fr_blkid && endblk < fr_endblk) {
 960                         /* clear the beginning of this range */
 961                         rp->fr_blkid = endblk;
 962                         rp->fr_nblks = fr_endblk - endblk;
 963                 } else if (blkid > rp->fr_blkid && blkid < fr_endblk &&
 964                     endblk >= fr_endblk) {
 965                         /* clear the end of this range */
 966                         rp->fr_nblks = blkid - rp->fr_blkid;
 967                 } else if (blkid > rp->fr_blkid && endblk < fr_endblk) {
 968                         /* clear a chunk out of this range */
 969                         free_range_t *new_rp =
 970                             kmem_alloc(sizeof (free_range_t), KM_SLEEP);
 971
 972                         new_rp->fr_blkid = endblk;
 973                         new_rp->fr_nblks = fr_endblk - endblk;
 974                         avl_insert_here(tree, new_rp, rp, AVL_AFTER);
 975                         rp->fr_nblks = blkid - rp->fr_blkid;
 976                 }
 977                 /* there may be no overlap */
 978                 rp = nrp;
 979         }
 980 }
 981
 982 void
 983 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
 984 {
 985         dmu_buf_impl_t *db;
 986         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
 987         int blksz, blkshift, head, tail;
 988         int trunc = FALSE;
 989         int epbs;
 990
 991         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 992         blksz = dn->dn_datablksz;
 993         blkshift = dn->dn_datablkshift;
 994         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 995
 996         if (len == -1ULL) {
 997                 len = UINT64_MAX - off;
 998                 trunc = TRUE;
 999         }
1000
1001         /*
1002          * First, block align the region to free:
1003          */
1004         if (ISP2(blksz)) {
1005                 head = P2NPHASE(off, blksz);
1006                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
1007                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1008                         goto out;
1009         } else {
1010                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
1011                 if (off == 0 && len >= blksz) {
1012                         /* Freeing the whole block; fast-track this request */
1013                         blkid = 0;
1014                         nblks = 1;
1015                         goto done;
1016                 } else if (off >= blksz) {
1017                         /* Freeing past end-of-data */
1018                         goto out;
1019                 } else {
1020                         /* Freeing part of the block. */
1021                         head = blksz - off;
1022                         ASSERT3U(head, >, 0);
1023                 }
1024                 blkoff = off;
1025         }
1026         /* zero out any partial block data at the start of the range */
1027         if (head) {
1028                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
1029                 if (len < head)
1030                         head = len;
1031                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off), TRUE,
1032                     FTAG, &db) == 0) {
1033                         caddr_t data;
1034
1035                         /* don't dirty if it isn't on disk and isn't dirty */
1036                         if (db->db_last_dirty ||
1037                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1038                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1039                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1040                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1041                                 data = db->db.db_data;
1042                                 bzero(data + blkoff, head);
1043                         }
1044                         dbuf_rele(db, FTAG);
1045                 }
1046                 off += head;
1047                 len -= head;
1048         }
1049
1050         /* If the range was less than one block, we're done */
1051         if (len == 0)
1052                 goto out;
1053
1054         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
1055         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1056                 goto out;
1057
1058         ASSERT(ISP2(blksz));
1059         if (trunc)
1060                 tail = 0;
1061         else
1062                 tail = P2PHASE(len, blksz);
1063
1064         ASSERT3U(P2PHASE(off, blksz), ==, 0);
1065         /* zero out any partial block data at the end of the range */
1066         if (tail) {
1067                 if (len < tail)
1068                         tail = len;
1069                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off+len),
1070                     TRUE, FTAG, &db) == 0) {
1071                         /* don't dirty if not on disk and not dirty */
1072                         if (db->db_last_dirty ||
1073                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1074                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1075                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1076                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1077                                 bzero(db->db.db_data, tail);
1078                         }
1079                         dbuf_rele(db, FTAG);
1080                 }
1081                 len -= tail;
1082         }
1083
1084         /* If the range did not include a full block, we are done */
1085         if (len == 0)
1086                 goto out;
1087
1088         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
1089         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
1090         blkid = off >> blkshift;
1091         nblks = len >> blkshift;
1092         if (trunc)
1093                 nblks += 1;
1094
1095         /*
1096          * Read in and mark all the level-1 indirects dirty,
1097          * so that they will stay in memory until syncing phase.
1098          * Always dirty the first and last indirect to make sure
1099          * we dirty all the partial indirects.
1100          */
1101         if (dn->dn_nlevels > 1) {
1102                 uint64_t i, first, last;
1103                 int shift = epbs + dn->dn_datablkshift;
1104
1105                 first = blkid >> epbs;
1106                 if (db = dbuf_hold_level(dn, 1, first, FTAG)) {
1107                         dbuf_will_dirty(db, tx);
1108                         dbuf_rele(db, FTAG);
1109                 }
1110                 if (trunc)
1111                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
1112                 else
1113                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
1114                 if (last > first && (db = dbuf_hold_level(dn, 1, last, FTAG))) {
1115                         dbuf_will_dirty(db, tx);
1116                         dbuf_rele(db, FTAG);
1117                 }
1118                 for (i = first + 1; i < last; i++) {
1119                         uint64_t ibyte = i << shift;
1120                         int err;
1121
1122                         err = dnode_next_offset(dn,
1123                             DNODE_FIND_HAVELOCK, &ibyte, 1, 1, 0);
1124                         i = ibyte >> shift;
1125                         if (err == ESRCH || i >= last)
1126                                 break;
1127                         ASSERT(err == 0);
1128                         db = dbuf_hold_level(dn, 1, i, FTAG);
1129                         if (db) {
1130                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1131                                 dbuf_rele(db, FTAG);
1132                         }
1133                 }
1134         }
1135 done:
1136         /*
1137          * Add this range to the dnode range list.
1138          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
1139          */
1140         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1141         dnode_clear_range(dn, blkid, nblks, tx);
1142         {
1143                 free_range_t *rp, *found;
1144                 avl_index_t where;
1145                 avl_tree_t *tree = &dn->dn_ranges[tx->tx_txg&TXG_MASK];
1146
1147                 /* Add new range to dn_ranges */
1148                 rp = kmem_alloc(sizeof (free_range_t), KM_SLEEP);
1149                 rp->fr_blkid = blkid;
1150                 rp->fr_nblks = nblks;
1151                 found = avl_find(tree, rp, &where);
1152                 ASSERT(found == NULL);
1153                 avl_insert(tree, rp, where);
1154                 dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
1155                     blkid, nblks, tx->tx_txg);
1156         }
1157         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1158
1159         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
1160         dnode_setdirty(dn, tx);
1161 out:
1162         if (trunc && dn->dn_maxblkid >= (off >> blkshift))
1163                 dn->dn_maxblkid = (off >> blkshift ? (off >> blkshift) - 1 : 0);
1164
1165         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1166 }
1167
1168 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
1169 uint64_t
1170 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
1171 {
1172         free_range_t range_tofind;
1173         void *dp = spa_get_dsl(dn->dn_objset->os_spa);
1174         int i;
1175
1176         if (blkid == DB_BONUS_BLKID)
1177                 return (FALSE);
1178
1179         /*
1180          * If we're in the process of opening the pool, dp will not be
1181          * set yet, but there shouldn't be anything dirty.
1182          */
1183         if (dp == NULL)
1184                 return (FALSE);
1185
1186         if (dn->dn_free_txg)
1187                 return (TRUE);
1188
1189         /*
1190          * If dn_datablkshift is not set, then there's only a single
1191          * block, in which case there will never be a free range so it
1192          * won't matter.
1193          */
1194         range_tofind.fr_blkid = blkid;
1195         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1196         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1197                 free_range_t *range_found;
1198                 avl_index_t idx;
1199
1200                 range_found = avl_find(&dn->dn_ranges[i], &range_tofind, &idx);
1201                 if (range_found) {
1202                         ASSERT(range_found->fr_nblks > 0);
1203                         break;
1204                 }
1205                 range_found = avl_nearest(&dn->dn_ranges[i], idx, AVL_BEFORE);
1206                 if (range_found &&
1207                     range_found->fr_blkid + range_found->fr_nblks > blkid)
1208                         break;
1209         }
1210         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1211         return (i < TXG_SIZE);
1212 }
1213
1214 /* call from syncing context when we actually write/free space for this dnode */
1215 void
1216 dnode_diduse_space(dnode_t *dn, int64_t delta)
1217 {
1218         uint64_t space;
1219         dprintf_dnode(dn, "dn=%p dnp=%p used=%llu delta=%lld\n",
1220             dn, dn->dn_phys,
1221             (u_longlong_t)dn->dn_phys->dn_used,
1222             (longlong_t)delta);
1223
1224         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1225         space = DN_USED_BYTES(dn->dn_phys);
1226         if (delta > 0) {
1227                 ASSERT3U(space + delta, >=, space); /* no overflow */
1228         } else {
1229                 ASSERT3U(space, >=, -delta); /* no underflow */
1230         }
1231         space += delta;
1232         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_DNODE_BYTES) {
1233                 ASSERT((dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) == 0);
1234                 ASSERT3U(P2PHASE(space, 1<<DEV_BSHIFT), ==, 0);
1235                 dn->dn_phys->dn_used = space >> DEV_BSHIFT;
1236         } else {
1237                 dn->dn_phys->dn_used = space;
1238                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_USED_BYTES;
1239         }
1240         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Call when we think we're going to write/free space in open context.
1245  * Be conservative (ie. OK to write less than this or free more than
1246  * this, but don't write more or free less).
1247  */
1248 void
1249 dnode_willuse_space(dnode_t *dn, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
1250 {
1251         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
1252         dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
1253
1254         if (space > 0)
1255                 space = spa_get_asize(os->os_spa, space);
1256
1257         if (ds)
1258                 dsl_dir_willuse_space(ds->ds_dir, space, tx);
1259
1260         dmu_tx_willuse_space(tx, space);
1261 }
1262
1263 static int
1264 dnode_next_offset_level(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1265         int lvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1266 {
1267         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
1268         void *data = NULL;
1269         uint64_t epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1270         uint64_t epb = 1ULL << epbs;
1271         uint64_t minfill, maxfill;
1272         boolean_t hole;
1273         int i, inc, error, span;
1274
1275         dprintf("probing object %llu offset %llx level %d of %u\n",
1276             dn->dn_object, *offset, lvl, dn->dn_phys->dn_nlevels);
1277
1278         hole = flags & DNODE_FIND_HOLE;
1279         inc = (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS) ? -1 : 1;
1280         ASSERT(txg == 0 || !hole);
1281
1282         if (lvl == dn->dn_phys->dn_nlevels) {
1283                 error = 0;
1284                 epb = dn->dn_phys->dn_nblkptr;
1285                 data = dn->dn_phys->dn_blkptr;
1286         } else {
1287                 uint64_t blkid = dbuf_whichblock(dn, *offset) >> (epbs * lvl);
1288                 error = dbuf_hold_impl(dn, lvl, blkid, TRUE, FTAG, &db);
1289                 if (error) {
1290                         if (error != ENOENT)
1291                                 return (error);
1292                         if (hole)
1293                                 return (0);
1294                         /*
1295                          * This can only happen when we are searching up
1296                          * the block tree for data.  We don't really need to
1297                          * adjust the offset, as we will just end up looking
1298                          * at the pointer to this block in its parent, and its
1299                          * going to be unallocated, so we will skip over it.
1300                          */
1301                         return (ESRCH);
1302                 }
1303                 error = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL | DB_RF_HAVESTRUCT);
1304                 if (error) {
1305                         dbuf_rele(db, FTAG);
1306                         return (error);
1307                 }
1308                 data = db->db.db_data;
1309         }
1310
1311         if (db && txg &&
1312             (db->db_blkptr == NULL || db->db_blkptr->blk_birth <= txg)) {
1313                 /*
1314                  * This can only happen when we are searching up the tree
1315                  * and these conditions mean that we need to keep climbing.
1316                  */
1317                 error = ESRCH;
1318         } else if (lvl == 0) {
1319                 dnode_phys_t *dnp = data;
1320                 span = DNODE_SHIFT;
1321                 ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1322
1323                 for (i = (*offset >> span) & (blkfill - 1);
1324                     i >= 0 && i < blkfill; i += inc) {
1325                         boolean_t newcontents = B_TRUE;
1326                         if (txg) {
1327                                 int j;
1328                                 newcontents = B_FALSE;
1329                                 for (j = 0; j < dnp[i].dn_nblkptr; j++) {
1330                                         if (dnp[i].dn_blkptr[j].blk_birth > txg)
1331                                                 newcontents = B_TRUE;
1332                                 }
1333                         }
1334                         if (!dnp[i].dn_type == hole && newcontents)
1335                                 break;
1336                         *offset += (1ULL << span) * inc;
1337                 }
1338                 if (i < 0 || i == blkfill)
1339                         error = ESRCH;
1340         } else {
1341                 blkptr_t *bp = data;
1342                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
1343                 minfill = 0;
1344                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
1345
1346                 if (hole)
1347                         maxfill--;
1348                 else
1349                         minfill++;
1350
1351                 for (i = (*offset >> span) & ((1ULL << epbs) - 1);
1352                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
1353                         if (bp[i].blk_fill >= minfill &&
1354                             bp[i].blk_fill <= maxfill &&
1355                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
1356                                 break;
1357                         if (inc < 0 && *offset < (1ULL << span))
1358                                 *offset = 0;
1359                         else
1360                                 *offset += (1ULL << span) * inc;
1361                 }
1362                 if (i < 0 || i == epb)
1363                         error = ESRCH;
1364         }
1365
1366         if (db)
1367                 dbuf_rele(db, FTAG);
1368
1369         return (error);
1370 }
1371
1372 /*
1373  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
1374  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
1375  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
1376  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
1377  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
1378  *
1379  * Examples:
1380  *
1381  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
1382  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
1383  *      Used in dmu_offset_next().
1384  *
1385  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
1386  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
1387  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
1388  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
1389  *      Used in dmu_object_next().
1390  *
1391  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
1392  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
1393  *      Used in dmu_object_alloc().
1394  */
1395 int
1396 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1397     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1398 {
1399         uint64_t initial_offset = *offset;
1400         int lvl, maxlvl;
1401         int error = 0;
1402
1403         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1404                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1405
1406         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
1407                 error = ESRCH;
1408                 goto out;
1409         }
1410
1411         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
1412                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
1413                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
1414                                 *offset = dn->dn_datablksz;
1415                 } else {
1416                         error = ESRCH;
1417                 }
1418                 goto out;
1419         }
1420
1421         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
1422
1423         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
1424                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1425                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1426                 if (error != ESRCH)
1427                         break;
1428         }
1429
1430         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
1431                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1432                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1433         }
1434
1435         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
1436             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
1437                 error = ESRCH;
1438 out:
1439         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1440                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1441
1442         return (error);
1443 }