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 static dnode_phys_t dnode_phys_zero;
  43
  44 int zfs_default_bs = SPA_MINBLOCKSHIFT;
  45 int zfs_default_ibs = DN_MAX_INDBLKSHIFT;
  46
  47 /* ARGSUSED */
  48 static int
  49 dnode_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
  50 {
  51         int i;
  52         dnode_t *dn = arg;
  53         bzero(dn, sizeof (dnode_t));
  54
  55         rw_init(&dn->dn_struct_rwlock, NULL, RW_DEFAULT, NULL);
  56         mutex_init(&dn->dn_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
  57         mutex_init(&dn->dn_dbufs_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
  58         cv_init(&dn->dn_notxholds, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
  59
  60         refcount_create(&dn->dn_holds);
  61         refcount_create(&dn->dn_tx_holds);
  62
  63         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
  64                 avl_create(&dn->dn_ranges[i], free_range_compar,
  65                     sizeof (free_range_t),
  66                     offsetof(struct free_range, fr_node));
  67                 list_create(&dn->dn_dirty_records[i],
  68                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
  69                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
  70         }
  71
  72         list_create(&dn->dn_dbufs, sizeof (dmu_buf_impl_t),
  73             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
  74
  75         return (0);
  76 }
  77
  78 /* ARGSUSED */
  79 static void
  80 dnode_dest(void *arg, void *unused)
  81 {
  82         int i;
  83         dnode_t *dn = arg;
  84
  85         rw_destroy(&dn->dn_struct_rwlock);
  86         mutex_destroy(&dn->dn_mtx);
  87         mutex_destroy(&dn->dn_dbufs_mtx);
  88         cv_destroy(&dn->dn_notxholds);
  89         refcount_destroy(&dn->dn_holds);
  90         refcount_destroy(&dn->dn_tx_holds);
  91
  92         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
  93                 avl_destroy(&dn->dn_ranges[i]);
  94                 list_destroy(&dn->dn_dirty_records[i]);
  95         }
  96
  97         list_destroy(&dn->dn_dbufs);
  98 }
  99
 100 void
 101 dnode_init(void)
 102 {
 103         dnode_cache = kmem_cache_create("dnode_t",
 104             sizeof (dnode_t),
 105             0, dnode_cons, dnode_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
 106 }
 107
 108 void
 109 dnode_fini(void)
 110 {
 111         kmem_cache_destroy(dnode_cache);
 112 }
 113
 114
 115 #ifdef ZFS_DEBUG
 116 void
 117 dnode_verify(dnode_t *dn)
 118 {
 119         int drop_struct_lock = FALSE;
 120
 121         ASSERT(dn->dn_phys);
 122         ASSERT(dn->dn_objset);
 123
 124         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type < DMU_OT_NUMTYPES);
 125
 126         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DNODE_VERIFY))
 127                 return;
 128
 129         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
 130                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 131                 drop_struct_lock = TRUE;
 132         }
 133         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE || dn->dn_allocated_txg != 0) {
 134                 int i;
 135                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, >=, 0);
 136                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 137                 if (dn->dn_datablkshift) {
 138                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
 139                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 140                         ASSERT3U(1<<dn->dn_datablkshift, ==, dn->dn_datablksz);
 141                 }
 142                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, <=, 30);
 143                 ASSERT3U(dn->dn_type, <=, DMU_OT_NUMTYPES);
 144                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, >=, 1);
 145                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 146                 ASSERT3U(dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 147                 ASSERT3U(dn->dn_datablksz, ==,
 148                     dn->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 149                 ASSERT3U(ISP2(dn->dn_datablksz), ==, dn->dn_datablkshift != 0);
 150                 ASSERT3U((dn->dn_nblkptr - 1) * sizeof (blkptr_t) +
 151                     dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 152                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 153                         ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], <=, dn->dn_nlevels);
 154                 }
 155         }
 156         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE)
 157                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_nlevels, <=, dn->dn_nlevels);
 158         ASSERT(DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) || dn->dn_dbuf != NULL);
 159         if (dn->dn_dbuf != NULL) {
 160                 ASSERT3P(dn->dn_phys, ==,
 161                     (dnode_phys_t *)dn->dn_dbuf->db.db_data +
 162                     (dn->dn_object % (dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT)));
 163         }
 164         if (drop_struct_lock)
 165                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 166 }
 167 #endif
 168
 169 void
 170 dnode_byteswap(dnode_phys_t *dnp)
 171 {
 172         uint64_t *buf64 = (void*)&dnp->dn_blkptr;
 173         int i;
 174
 175         if (dnp->dn_type == DMU_OT_NONE) {
 176                 bzero(dnp, sizeof (dnode_phys_t));
 177                 return;
 178         }
 179
 180         dnp->dn_datablkszsec = BSWAP_16(dnp->dn_datablkszsec);
 181         dnp->dn_bonuslen = BSWAP_16(dnp->dn_bonuslen);
 182         dnp->dn_maxblkid = BSWAP_64(dnp->dn_maxblkid);
 183         dnp->dn_used = BSWAP_64(dnp->dn_used);
 184
 185         /*
 186          * dn_nblkptr is only one byte, so it's OK to read it in either
 187          * byte order.  We can't read dn_bouslen.
 188          */
 189         ASSERT(dnp->dn_indblkshift <= SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 190         ASSERT(dnp->dn_nblkptr <= DN_MAX_NBLKPTR);
 191         for (i = 0; i < dnp->dn_nblkptr * sizeof (blkptr_t)/8; i++)
 192                 buf64[i] = BSWAP_64(buf64[i]);
 193
 194         /*
 195          * OK to check dn_bonuslen for zero, because it won't matter if
 196          * we have the wrong byte order.  This is necessary because the
 197          * dnode dnode is smaller than a regular dnode.
 198          */
 199         if (dnp->dn_bonuslen != 0) {
 200                 /*
 201                  * Note that the bonus length calculated here may be
 202                  * longer than the actual bonus buffer.  This is because
 203                  * we always put the bonus buffer after the last block
 204                  * pointer (instead of packing it against the end of the
 205                  * dnode buffer).
 206                  */
 207                 int off = (dnp->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 208                 size_t len = DN_MAX_BONUSLEN - off;
 209                 ASSERT3U(dnp->dn_bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 210                 dmu_ot[dnp->dn_bonustype].ot_byteswap(dnp->dn_bonus + off, len);
 211         }
 212
 213         /* Swap SPILL block if we have one */
 214         if (dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR)
 215                 byteswap_uint64_array(&dnp->dn_spill, sizeof (blkptr_t));
 216
 217 }
 218
 219 void
 220 dnode_buf_byteswap(void *vbuf, size_t size)
 221 {
 222         dnode_phys_t *buf = vbuf;
 223         int i;
 224
 225         ASSERT3U(sizeof (dnode_phys_t), ==, (1<<DNODE_SHIFT));
 226         ASSERT((size & (sizeof (dnode_phys_t)-1)) == 0);
 227
 228         size >>= DNODE_SHIFT;
 229         for (i = 0; i < size; i++) {
 230                 dnode_byteswap(buf);
 231                 buf++;
 232         }
 233 }
 234
 235 static int
 236 free_range_compar(const void *node1, const void *node2)
 237 {
 238         const free_range_t *rp1 = node1;
 239         const free_range_t *rp2 = node2;
 240
 241         if (rp1->fr_blkid < rp2->fr_blkid)
 242                 return (-1);
 243         else if (rp1->fr_blkid > rp2->fr_blkid)
 244                 return (1);
 245         else return (0);
 246 }
 247
 248 void
 249 dnode_setbonuslen(dnode_t *dn, int newsize, dmu_tx_t *tx)
 250 {
 251         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 252
 253         dnode_setdirty(dn, tx);
 254         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 255         ASSERT3U(newsize, <=, DN_MAX_BONUSLEN -
 256             (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t));
 257         dn->dn_bonuslen = newsize;
 258         if (newsize == 0)
 259                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_ZERO_BONUSLEN;
 260         else
 261                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 262         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 263 }
 264
 265 void
 266 dnode_setbonus_type(dnode_t *dn, dmu_object_type_t newtype, dmu_tx_t *tx)
 267 {
 268         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 269         dnode_setdirty(dn, tx);
 270         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 271         dn->dn_bonustype = newtype;
 272         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
 273         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 274 }
 275
 276 void
 277 dnode_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 278 {
 279         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 280         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
 281         dnode_setdirty(dn, tx);
 282         dn->dn_rm_spillblk[tx->tx_txg&TXG_MASK] = DN_KILL_SPILLBLK;
 283         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 284 }
 285
 286 static void
 287 dnode_setdblksz(dnode_t *dn, int size)
 288 {
 289         ASSERT3U(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE), ==, 0);
 290         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 291         ASSERT3U(size, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 292         ASSERT3U(size >> SPA_MINBLOCKSHIFT, <,
 293             1<<(sizeof (dn->dn_phys->dn_datablkszsec) * 8));
 294         dn->dn_datablksz = size;
 295         dn->dn_datablkszsec = size >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
 296         dn->dn_datablkshift = ISP2(size) ? highbit(size - 1) : 0;
 297 }
 298
 299 static dnode_t *
 300 dnode_create(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, dmu_buf_impl_t *db,
 301     uint64_t object)
 302 {
 303         dnode_t *dn = kmem_cache_alloc(dnode_cache, KM_SLEEP);
 304         (void) dnode_cons(dn, NULL, 0); /* XXX */
 305
 306         dn->dn_objset = os;
 307         dn->dn_object = object;
 308         dn->dn_dbuf = db;
 309         dn->dn_phys = dnp;
 310
 311         if (dnp->dn_datablkszsec)
 312                 dnode_setdblksz(dn, dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 313         dn->dn_indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
 314         dn->dn_nlevels = dnp->dn_nlevels;
 315         dn->dn_type = dnp->dn_type;
 316         dn->dn_nblkptr = dnp->dn_nblkptr;
 317         dn->dn_checksum = dnp->dn_checksum;
 318         dn->dn_compress = dnp->dn_compress;
 319         dn->dn_bonustype = dnp->dn_bonustype;
 320         dn->dn_bonuslen = dnp->dn_bonuslen;
 321         dn->dn_maxblkid = dnp->dn_maxblkid;
 322         dn->dn_have_spill = ((dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) != 0);
 323         dn->dn_id_flags = 0;
 324
 325         dmu_zfetch_init(&dn->dn_zfetch, dn);
 326
 327         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type < DMU_OT_NUMTYPES);
 328         mutex_enter(&os->os_lock);
 329         list_insert_head(&os->os_dnodes, dn);
 330         mutex_exit(&os->os_lock);
 331
 332         arc_space_consume(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
 333         return (dn);
 334 }
 335
 336 static void
 337 dnode_destroy(dnode_t *dn)
 338 {
 339         objset_t *os = dn->dn_objset;
 340
 341 #ifdef ZFS_DEBUG
 342         int i;
 343
 344         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 345                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 346                 ASSERT(NULL == list_head(&dn->dn_dirty_records[i]));
 347                 ASSERT(0 == avl_numnodes(&dn->dn_ranges[i]));
 348         }
 349         ASSERT(NULL == list_head(&dn->dn_dbufs));
 350 #endif
 351         ASSERT((dn->dn_id_flags & DN_ID_NEW_EXIST) == 0);
 352
 353         mutex_enter(&os->os_lock);
 354         list_remove(&os->os_dnodes, dn);
 355         mutex_exit(&os->os_lock);
 356
 357         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
 358                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 359                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 360         }
 361         dmu_zfetch_rele(&dn->dn_zfetch);
 362         if (dn->dn_bonus) {
 363                 mutex_enter(&dn->dn_bonus->db_mtx);
 364                 dbuf_evict(dn->dn_bonus);
 365                 dn->dn_bonus = NULL;
 366         }
 367         kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
 368         arc_space_return(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
 369 }
 370
 371 void
 372 dnode_allocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize, int ibs,
 373     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
 374 {
 375         int i;
 376
 377         if (blocksize == 0)
 378                 blocksize = 1 << zfs_default_bs;
 379         else if (blocksize > SPA_MAXBLOCKSIZE)
 380                 blocksize = SPA_MAXBLOCKSIZE;
 381         else
 382                 blocksize = P2ROUNDUP(blocksize, SPA_MINBLOCKSIZE);
 383
 384         if (ibs == 0)
 385                 ibs = zfs_default_ibs;
 386
 387         ibs = MIN(MAX(ibs, DN_MIN_INDBLKSHIFT), DN_MAX_INDBLKSHIFT);
 388
 389         dprintf("os=%p obj=%llu txg=%llu blocksize=%d ibs=%d\n", dn->dn_objset,
 390             dn->dn_object, tx->tx_txg, blocksize, ibs);
 391
 392         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 393         ASSERT(bcmp(dn->dn_phys, &dnode_phys_zero, sizeof (dnode_phys_t)) == 0);
 394         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type == DMU_OT_NONE);
 395         ASSERT(ot != DMU_OT_NONE);
 396         ASSERT3U(ot, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 397         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 398             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0) ||
 399             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
 400         ASSERT3U(bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 401         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 402         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 403         ASSERT3U(dn->dn_maxblkid, ==, 0);
 404         ASSERT3U(dn->dn_allocated_txg, ==, 0);
 405         ASSERT3U(dn->dn_assigned_txg, ==, 0);
 406         ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 407         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), <=, 1);
 408         ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dbufs), ==, NULL);
 409
 410         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 411                 ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], ==, 0);
 412                 ASSERT3U(dn->dn_next_indblkshift[i], ==, 0);
 413                 ASSERT3U(dn->dn_next_bonuslen[i], ==, 0);
 414                 ASSERT3U(dn->dn_next_bonustype[i], ==, 0);
 415                 ASSERT3U(dn->dn_rm_spillblk[i], ==, 0);
 416                 ASSERT3U(dn->dn_next_blksz[i], ==, 0);
 417                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 418                 ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dirty_records[i]), ==, NULL);
 419                 ASSERT3U(avl_numnodes(&dn->dn_ranges[i]), ==, 0);
 420         }
 421
 422         dn->dn_type = ot;
 423         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 424         dn->dn_indblkshift = ibs;
 425         dn->dn_nlevels = 1;
 426         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
 427                 dn->dn_nblkptr = 1;
 428         else
 429                 dn->dn_nblkptr = 1 +
 430                     ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
 431         dn->dn_bonustype = bonustype;
 432         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 433         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 434         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 435         dn->dn_dirtyctx = 0;
 436
 437         dn->dn_free_txg = 0;
 438         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
 439                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 440                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 441         }
 442
 443         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 444         dn->dn_id_flags = 0;
 445
 446         dnode_setdirty(dn, tx);
 447         dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
 448         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 449         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
 450         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_datablksz;
 451 }
 452
 453 void
 454 dnode_reallocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize,
 455     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
 456 {
 457         int nblkptr;
 458
 459         ASSERT3U(blocksize, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 460         ASSERT3U(blocksize, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 461         ASSERT3U(blocksize % SPA_MINBLOCKSIZE, ==, 0);
 462         ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT || dmu_tx_private_ok(tx));
 463         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
 464         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 465             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0) ||
 466             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0));
 467         ASSERT3U(bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 468         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 469
 470         /* clean up any unreferenced dbufs */
 471         dnode_evict_dbufs(dn);
 472
 473         dn->dn_id_flags = 0;
 474
 475         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 476         dnode_setdirty(dn, tx);
 477         if (dn->dn_datablksz != blocksize) {
 478                 /* change blocksize */
 479                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0 &&
 480                     (BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
 481                     dnode_block_freed(dn, 0)));
 482                 dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 483                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = blocksize;
 484         }
 485         if (dn->dn_bonuslen != bonuslen)
 486                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonuslen;
 487
 488         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
 489                 nblkptr = 1;
 490         else
 491                 nblkptr = 1 + ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
 492         if (dn->dn_bonustype != bonustype)
 493                 dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonustype;
 494         if (dn->dn_nblkptr != nblkptr)
 495                 dn->dn_next_nblkptr[tx->tx_txg&TXG_MASK] = nblkptr;
 496         if (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) {
 497                 dbuf_rm_spill(dn, tx);
 498                 dnode_rm_spill(dn, tx);
 499         }
 500         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 501
 502         /* change type */
 503         dn->dn_type = ot;
 504
 505         /* change bonus size and type */
 506         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 507         dn->dn_bonustype = bonustype;
 508         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 509         dn->dn_nblkptr = nblkptr;
 510         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 511         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 512         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 513
 514         /* fix up the bonus db_size */
 515         if (dn->dn_bonus) {
 516                 dn->dn_bonus->db.db_size =
 517                     DN_MAX_BONUSLEN - (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 518                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
 519         }
 520
 521         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 522         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 523 }
 524
 525 void
 526 dnode_special_close(dnode_t *dn)
 527 {
 528         /*
 529          * Wait for final references to the dnode to clear.  This can
 530          * only happen if the arc is asyncronously evicting state that
 531          * has a hold on this dnode while we are trying to evict this
 532          * dnode.
 533          */
 534         while (refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
 535                 delay(1);
 536         dnode_destroy(dn);
 537 }
 538
 539 dnode_t *
 540 dnode_special_open(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object)
 541 {
 542         dnode_t *dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object);
 543         DNODE_VERIFY(dn);
 544         return (dn);
 545 }
 546
 547 static void
 548 dnode_buf_pageout(dmu_buf_t *db, void *arg)
 549 {
 550         dnode_t **children_dnodes = arg;
 551         int i;
 552         int epb = db->db_size >> DNODE_SHIFT;
 553
 554         for (i = 0; i < epb; i++) {
 555                 dnode_t *dn = children_dnodes[i];
 556                 int n;
 557
 558                 if (dn == NULL)
 559                         continue;
 560 #ifdef ZFS_DEBUG
 561                 /*
 562                  * If there are holds on this dnode, then there should
 563                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
 564                  * it wouldn't be eligable for eviction and this function
 565                  * would not have been called.
 566                  */
 567                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
 568                 ASSERT(list_head(&dn->dn_dbufs) == NULL);
 569                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 570
 571                 for (n = 0; n < TXG_SIZE; n++)
 572                         ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[n]));
 573 #endif
 574                 children_dnodes[i] = NULL;
 575                 dnode_destroy(dn);
 576         }
 577         kmem_free(children_dnodes, epb * sizeof (dnode_t *));
 578 }
 579
 580 /*
 581  * errors:
 582  * EINVAL - invalid object number.
 583  * EIO - i/o error.
 584  * succeeds even for free dnodes.
 585  */
 586 int
 587 dnode_hold_impl(objset_t *os, uint64_t object, int flag,
 588     void *tag, dnode_t **dnp)
 589 {
 590         int epb, idx, err;
 591         int drop_struct_lock = FALSE;
 592         int type;
 593         uint64_t blk;
 594         dnode_t *mdn, *dn;
 595         dmu_buf_impl_t *db;
 596         dnode_t **children_dnodes;
 597
 598         /*
 599          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
 600          * be asking the DMU to do *anything* unless it's the root pool
 601          * which may require us to read from the root filesystem while
 602          * holding some (not all) of the locks as writer.
 603          */
 604         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0 ||
 605             (spa_is_root(os->os_spa) &&
 606             spa_config_held(os->os_spa, SCL_STATE, RW_WRITER) &&
 607             !spa_config_held(os->os_spa, SCL_ZIO, RW_WRITER)));
 608
 609         if (object == DMU_USERUSED_OBJECT || object == DMU_GROUPUSED_OBJECT) {
 610                 dn = (object == DMU_USERUSED_OBJECT) ?
 611                     os->os_userused_dnode : os->os_groupused_dnode;
 612                 if (dn == NULL)
 613                         return (ENOENT);
 614                 type = dn->dn_type;
 615                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE)
 616                         return (ENOENT);
 617                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)
 618                         return (EEXIST);
 619                 DNODE_VERIFY(dn);
 620                 (void) refcount_add(&dn->dn_holds, tag);
 621                 *dnp = dn;
 622                 return (0);
 623         }
 624
 625         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
 626                 return (EINVAL);
 627
 628         mdn = os->os_meta_dnode;
 629
 630         DNODE_VERIFY(mdn);
 631
 632         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
 633                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 634                 drop_struct_lock = TRUE;
 635         }
 636
 637         blk = dbuf_whichblock(mdn, object * sizeof (dnode_phys_t));
 638
 639         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
 640         if (drop_struct_lock)
 641                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
 642         if (db == NULL)
 643                 return (EIO);
 644         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL);
 645         if (err) {
 646                 dbuf_rele(db, FTAG);
 647                 return (err);
 648         }
 649
 650         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
 651         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
 652
 653         idx = object & (epb-1);
 654
 655         children_dnodes = dmu_buf_get_user(&db->db);
 656         if (children_dnodes == NULL) {
 657                 dnode_t **winner;
 658                 children_dnodes = kmem_zalloc(epb * sizeof (dnode_t *),
 659                     KM_SLEEP);
 660                 if (winner = dmu_buf_set_user(&db->db, children_dnodes, NULL,
 661                     dnode_buf_pageout)) {
 662                         kmem_free(children_dnodes, epb * sizeof (dnode_t *));
 663                         children_dnodes = winner;
 664                 }
 665         }
 666
 667         if ((dn = children_dnodes[idx]) == NULL) {
 668                 dnode_phys_t *dnp = (dnode_phys_t *)db->db.db_data+idx;
 669                 dnode_t *winner;
 670
 671                 dn = dnode_create(os, dnp, db, object);
 672                 winner = atomic_cas_ptr(&children_dnodes[idx], NULL, dn);
 673                 if (winner != NULL) {
 674                         dnode_destroy(dn);
 675                         dn = winner;
 676                 }
 677         }
 678
 679         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 680         type = dn->dn_type;
 681         if (dn->dn_free_txg ||
 682             ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE) ||
 683             ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) &&
 684             (type != DMU_OT_NONE || !refcount_is_zero(&dn->dn_holds)))) {
 685                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 686                 dbuf_rele(db, FTAG);
 687                 return (type == DMU_OT_NONE ? ENOENT : EEXIST);
 688         }
 689         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 690
 691         if (refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
 692                 dbuf_add_ref(db, dn);
 693
 694         DNODE_VERIFY(dn);
 695         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
 696         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
 697         dbuf_rele(db, FTAG);
 698
 699         *dnp = dn;
 700         return (0);
 701 }
 702
 703 /*
 704  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
 705  */
 706 int
 707 dnode_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dnode_t **dnp)
 708 {
 709         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, tag, dnp));
 710 }
 711
 712 /*
 713  * Can only add a reference if there is already at least one
 714  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
 715  * new reference.
 716  */
 717 boolean_t
 718 dnode_add_ref(dnode_t *dn, void *tag)
 719 {
 720         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 721         if (refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
 722                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 723                 return (FALSE);
 724         }
 725         VERIFY(1 < refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
 726         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 727         return (TRUE);
 728 }
 729
 730 void
 731 dnode_rele(dnode_t *dn, void *tag)
 732 {
 733         uint64_t refs;
 734
 735         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 736         refs = refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
 737         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 738         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
 739         if (refs == 0 && dn->dn_dbuf)
 740                 dbuf_rele(dn->dn_dbuf, dn);
 741 }
 742
 743 void
 744 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 745 {
 746         objset_t *os = dn->dn_objset;
 747         uint64_t txg = tx->tx_txg;
 748
 749         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
 750                 dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
 751                 return;
 752         }
 753
 754         DNODE_VERIFY(dn);
 755
 756 #ifdef ZFS_DEBUG
 757         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 758         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
 759         /* ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg); */
 760         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 761 #endif
 762
 763         /*
 764          * Determine old uid/gid when necessary
 765          */
 766         dmu_objset_userquota_get_ids(dn, B_TRUE, tx);
 767
 768         mutex_enter(&os->os_lock);
 769
 770         /*
 771          * If we are already marked dirty, we're done.
 772          */
 773         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
 774                 mutex_exit(&os->os_lock);
 775                 return;
 776         }
 777
 778         ASSERT(!refcount_is_zero(&dn->dn_holds) || list_head(&dn->dn_dbufs));
 779         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
 780         ASSERT3U(dn->dn_next_bonuslen[txg&TXG_MASK], ==, 0);
 781         ASSERT3U(dn->dn_next_blksz[txg&TXG_MASK], ==, 0);
 782         ASSERT3U(dn->dn_next_bonustype[txg&TXG_MASK], ==, 0);
 783
 784         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
 785             dn->dn_object, txg);
 786
 787         if (dn->dn_free_txg > 0 && dn->dn_free_txg <= txg) {
 788                 list_insert_tail(&os->os_free_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
 789         } else {
 790                 list_insert_tail(&os->os_dirty_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
 791         }
 792
 793         mutex_exit(&os->os_lock);
 794
 795         /*
 796          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
 797          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
 798          * dbuf maintaines a hold on the dnode.  When the last child
 799          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
 800          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
 801          * dnode will hang around after we finish processing its
 802          * children.
 803          */
 804         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
 805
 806         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
 807
 808         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
 809 }
 810
 811 void
 812 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 813 {
 814         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
 815
 816         dprintf("dn=%p txg=%llu\n", dn, tx->tx_txg);
 817
 818         /* we should be the only holder... hopefully */
 819         /* ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), ==, 1); */
 820
 821         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 822         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
 823                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 824                 return;
 825         }
 826         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
 827         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 828
 829         /*
 830          * If the dnode is already dirty, it needs to be moved from
 831          * the dirty list to the free list.
 832          */
 833         mutex_enter(&dn->dn_objset->os_lock);
 834         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txgoff])) {
 835                 list_remove(&dn->dn_objset->os_dirty_dnodes[txgoff], dn);
 836                 list_insert_tail(&dn->dn_objset->os_free_dnodes[txgoff], dn);
 837                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
 838         } else {
 839                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
 840                 dnode_setdirty(dn, tx);
 841         }
 842 }
 843
 844 /*
 845  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
 846  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
 847  */
 848 int
 849 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
 850 {
 851         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
 852         int err;
 853
 854         if (size == 0)
 855                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
 856         if (size > SPA_MAXBLOCKSIZE)
 857                 size = SPA_MAXBLOCKSIZE;
 858         else
 859                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
 860
 861         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
 862                 ibs = 0;
 863
 864         if (size >> SPA_MINBLOCKSHIFT == dn->dn_datablkszsec && ibs == 0)
 865                 return (0);
 866
 867         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 868
 869         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
 870         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid != 0)
 871                 goto fail;
 872
 873         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
 874         for (db = list_head(&dn->dn_dbufs); db; db = db_next) {
 875                 db_next = list_next(&dn->dn_dbufs, db);
 876
 877                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
 878                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
 879                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
 880                         goto fail;
 881                 }
 882         }
 883         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
 884
 885         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
 886                 goto fail;
 887
 888         /* resize the old block */
 889         err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FTAG, &db);
 890         if (err == 0)
 891                 dbuf_new_size(db, size, tx);
 892         else if (err != ENOENT)
 893                 goto fail;
 894
 895         dnode_setdblksz(dn, size);
 896         dnode_setdirty(dn, tx);
 897         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = size;
 898         if (ibs) {
 899                 dn->dn_indblkshift = ibs;
 900                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg&TXG_MASK] = ibs;
 901         }
 902         /* rele after we have fixed the blocksize in the dnode */
 903         if (db)
 904                 dbuf_rele(db, FTAG);
 905
 906         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 907         return (0);
 908
 909 fail:
 910         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 911         return (ENOTSUP);
 912 }
 913
 914 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
 915 void
 916 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read)
 917 {
 918         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
 919         int epbs, new_nlevels;
 920         uint64_t sz;
 921
 922         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
 923
 924         ASSERT(have_read ?
 925             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
 926             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
 927
 928         /*
 929          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
 930          * before upgrading to a write-lock.
 931          */
 932         if (have_read) {
 933                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
 934                         return;
 935
 936                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
 937                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 938                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 939                 }
 940         }
 941
 942         if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
 943                 goto out;
 944
 945         dn->dn_maxblkid = blkid;
 946
 947         /*
 948          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
 949          */
 950         new_nlevels = 1;
 951         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 952         for (sz = dn->dn_nblkptr;
 953             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
 954                 new_nlevels++;
 955
 956         if (new_nlevels > dn->dn_nlevels) {
 957                 int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
 958                 dmu_buf_impl_t *db;
 959                 list_t *list;
 960                 dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
 961
 962                 dn->dn_nlevels = new_nlevels;
 963
 964                 ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
 965                 dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
 966
 967                 /* dirty the left indirects */
 968                 db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
 969                 ASSERT(db != NULL);
 970                 new = dbuf_dirty(db, tx);
 971                 dbuf_rele(db, FTAG);
 972
 973                 /* transfer the dirty records to the new indirect */
 974                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 975                 mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
 976                 list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
 977                 for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
 978                         dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
 979                         if (dr->dr_dbuf->db_level != new_nlevels-1 &&
 980                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
 981                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
 982                                 ASSERT(dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels-1);
 983                                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
 984                                 list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
 985                                 dr->dr_parent = new;
 986                         }
 987                 }
 988                 mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
 989                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 990         }
 991
 992 out:
 993         if (have_read)
 994                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
 995 }
 996
 997 void
 998 dnode_clear_range(dnode_t *dn, uint64_t blkid, uint64_t nblks, dmu_tx_t *tx)
 999 {
1000         avl_tree_t *tree = &dn->dn_ranges[tx->tx_txg&TXG_MASK];
1001         avl_index_t where;
1002         free_range_t *rp;
1003         free_range_t rp_tofind;
1004         uint64_t endblk = blkid + nblks;
1005
1006         ASSERT(MUTEX_HELD(&dn->dn_mtx));
1007         ASSERT(nblks <= UINT64_MAX - blkid); /* no overflow */
1008
1009         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
1010             blkid, nblks, tx->tx_txg);
1011         rp_tofind.fr_blkid = blkid;
1012         rp = avl_find(tree, &rp_tofind, &where);
1013         if (rp == NULL)
1014                 rp = avl_nearest(tree, where, AVL_BEFORE);
1015         if (rp == NULL)
1016                 rp = avl_nearest(tree, where, AVL_AFTER);
1017
1018         while (rp && (rp->fr_blkid <= blkid + nblks)) {
1019                 uint64_t fr_endblk = rp->fr_blkid + rp->fr_nblks;
1020                 free_range_t *nrp = AVL_NEXT(tree, rp);
1021
1022                 if (blkid <= rp->fr_blkid && endblk >= fr_endblk) {
1023                         /* clear this entire range */
1024                         avl_remove(tree, rp);
1025                         kmem_free(rp, sizeof (free_range_t));
1026                 } else if (blkid <= rp->fr_blkid &&
1027                     endblk > rp->fr_blkid && endblk < fr_endblk) {
1028                         /* clear the beginning of this range */
1029                         rp->fr_blkid = endblk;
1030                         rp->fr_nblks = fr_endblk - endblk;
1031                 } else if (blkid > rp->fr_blkid && blkid < fr_endblk &&
1032                     endblk >= fr_endblk) {
1033                         /* clear the end of this range */
1034                         rp->fr_nblks = blkid - rp->fr_blkid;
1035                 } else if (blkid > rp->fr_blkid && endblk < fr_endblk) {
1036                         /* clear a chunk out of this range */
1037                         free_range_t *new_rp =
1038                             kmem_alloc(sizeof (free_range_t), KM_SLEEP);
1039
1040                         new_rp->fr_blkid = endblk;
1041                         new_rp->fr_nblks = fr_endblk - endblk;
1042                         avl_insert_here(tree, new_rp, rp, AVL_AFTER);
1043                         rp->fr_nblks = blkid - rp->fr_blkid;
1044                 }
1045                 /* there may be no overlap */
1046                 rp = nrp;
1047         }
1048 }
1049
1050 void
1051 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
1052 {
1053         dmu_buf_impl_t *db;
1054         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
1055         int blksz, blkshift, head, tail;
1056         int trunc = FALSE;
1057         int epbs;
1058
1059         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1060         blksz = dn->dn_datablksz;
1061         blkshift = dn->dn_datablkshift;
1062         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1063
1064         if (len == -1ULL) {
1065                 len = UINT64_MAX - off;
1066                 trunc = TRUE;
1067         }
1068
1069         /*
1070          * First, block align the region to free:
1071          */
1072         if (ISP2(blksz)) {
1073                 head = P2NPHASE(off, blksz);
1074                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
1075                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1076                         goto out;
1077         } else {
1078                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
1079                 if (off == 0 && len >= blksz) {
1080                         /* Freeing the whole block; fast-track this request */
1081                         blkid = 0;
1082                         nblks = 1;
1083                         goto done;
1084                 } else if (off >= blksz) {
1085                         /* Freeing past end-of-data */
1086                         goto out;
1087                 } else {
1088                         /* Freeing part of the block. */
1089                         head = blksz - off;
1090                         ASSERT3U(head, >, 0);
1091                 }
1092                 blkoff = off;
1093         }
1094         /* zero out any partial block data at the start of the range */
1095         if (head) {
1096                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
1097                 if (len < head)
1098                         head = len;
1099                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off), TRUE,
1100                     FTAG, &db) == 0) {
1101                         caddr_t data;
1102
1103                         /* don't dirty if it isn't on disk and isn't dirty */
1104                         if (db->db_last_dirty ||
1105                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1106                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1107                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1108                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1109                                 data = db->db.db_data;
1110                                 bzero(data + blkoff, head);
1111                         }
1112                         dbuf_rele(db, FTAG);
1113                 }
1114                 off += head;
1115                 len -= head;
1116         }
1117
1118         /* If the range was less than one block, we're done */
1119         if (len == 0)
1120                 goto out;
1121
1122         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
1123         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1124                 goto out;
1125
1126         ASSERT(ISP2(blksz));
1127         if (trunc)
1128                 tail = 0;
1129         else
1130                 tail = P2PHASE(len, blksz);
1131
1132         ASSERT3U(P2PHASE(off, blksz), ==, 0);
1133         /* zero out any partial block data at the end of the range */
1134         if (tail) {
1135                 if (len < tail)
1136                         tail = len;
1137                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off+len),
1138                     TRUE, FTAG, &db) == 0) {
1139                         /* don't dirty if not on disk and not dirty */
1140                         if (db->db_last_dirty ||
1141                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1142                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1143                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1144                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1145                                 bzero(db->db.db_data, tail);
1146                         }
1147                         dbuf_rele(db, FTAG);
1148                 }
1149                 len -= tail;
1150         }
1151
1152         /* If the range did not include a full block, we are done */
1153         if (len == 0)
1154                 goto out;
1155
1156         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
1157         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
1158         blkid = off >> blkshift;
1159         nblks = len >> blkshift;
1160         if (trunc)
1161                 nblks += 1;
1162
1163         /*
1164          * Read in and mark all the level-1 indirects dirty,
1165          * so that they will stay in memory until syncing phase.
1166          * Always dirty the first and last indirect to make sure
1167          * we dirty all the partial indirects.
1168          */
1169         if (dn->dn_nlevels > 1) {
1170                 uint64_t i, first, last;
1171                 int shift = epbs + dn->dn_datablkshift;
1172
1173                 first = blkid >> epbs;
1174                 if (db = dbuf_hold_level(dn, 1, first, FTAG)) {
1175                         dbuf_will_dirty(db, tx);
1176                         dbuf_rele(db, FTAG);
1177                 }
1178                 if (trunc)
1179                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
1180                 else
1181                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
1182                 if (last > first && (db = dbuf_hold_level(dn, 1, last, FTAG))) {
1183                         dbuf_will_dirty(db, tx);
1184                         dbuf_rele(db, FTAG);
1185                 }
1186                 for (i = first + 1; i < last; i++) {
1187                         uint64_t ibyte = i << shift;
1188                         int err;
1189
1190                         err = dnode_next_offset(dn,
1191                             DNODE_FIND_HAVELOCK, &ibyte, 1, 1, 0);
1192                         i = ibyte >> shift;
1193                         if (err == ESRCH || i >= last)
1194                                 break;
1195                         ASSERT(err == 0);
1196                         db = dbuf_hold_level(dn, 1, i, FTAG);
1197                         if (db) {
1198                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1199                                 dbuf_rele(db, FTAG);
1200                         }
1201                 }
1202         }
1203 done:
1204         /*
1205          * Add this range to the dnode range list.
1206          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
1207          */
1208         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1209         dnode_clear_range(dn, blkid, nblks, tx);
1210         {
1211                 free_range_t *rp, *found;
1212                 avl_index_t where;
1213                 avl_tree_t *tree = &dn->dn_ranges[tx->tx_txg&TXG_MASK];
1214
1215                 /* Add new range to dn_ranges */
1216                 rp = kmem_alloc(sizeof (free_range_t), KM_SLEEP);
1217                 rp->fr_blkid = blkid;
1218                 rp->fr_nblks = nblks;
1219                 found = avl_find(tree, rp, &where);
1220                 ASSERT(found == NULL);
1221                 avl_insert(tree, rp, where);
1222                 dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
1223                     blkid, nblks, tx->tx_txg);
1224         }
1225         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1226
1227         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
1228         dnode_setdirty(dn, tx);
1229 out:
1230         if (trunc && dn->dn_maxblkid >= (off >> blkshift))
1231                 dn->dn_maxblkid = (off >> blkshift ? (off >> blkshift) - 1 : 0);
1232
1233         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1234 }
1235
1236 static boolean_t
1237 dnode_spill_freed(dnode_t *dn)
1238 {
1239         int i;
1240
1241         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1242         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1243                 if (dn->dn_rm_spillblk[i] == DN_KILL_SPILLBLK)
1244                         break;
1245         }
1246         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1247         return (i < TXG_SIZE);
1248 }
1249
1250 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
1251 uint64_t
1252 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
1253 {
1254         free_range_t range_tofind;
1255         void *dp = spa_get_dsl(dn->dn_objset->os_spa);
1256         int i;
1257
1258         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID)
1259                 return (FALSE);
1260
1261         /*
1262          * If we're in the process of opening the pool, dp will not be
1263          * set yet, but there shouldn't be anything dirty.
1264          */
1265         if (dp == NULL)
1266                 return (FALSE);
1267
1268         if (dn->dn_free_txg)
1269                 return (TRUE);
1270
1271         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1272                 return (dnode_spill_freed(dn));
1273
1274         range_tofind.fr_blkid = blkid;
1275         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1276         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1277                 free_range_t *range_found;
1278                 avl_index_t idx;
1279
1280                 range_found = avl_find(&dn->dn_ranges[i], &range_tofind, &idx);
1281                 if (range_found) {
1282                         ASSERT(range_found->fr_nblks > 0);
1283                         break;
1284                 }
1285                 range_found = avl_nearest(&dn->dn_ranges[i], idx, AVL_BEFORE);
1286                 if (range_found &&
1287                     range_found->fr_blkid + range_found->fr_nblks > blkid)
1288                         break;
1289         }
1290         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1291         return (i < TXG_SIZE);
1292 }
1293
1294 /* call from syncing context when we actually write/free space for this dnode */
1295 void
1296 dnode_diduse_space(dnode_t *dn, int64_t delta)
1297 {
1298         uint64_t space;
1299         dprintf_dnode(dn, "dn=%p dnp=%p used=%llu delta=%lld\n",
1300             dn, dn->dn_phys,
1301             (u_longlong_t)dn->dn_phys->dn_used,
1302             (longlong_t)delta);
1303
1304         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1305         space = DN_USED_BYTES(dn->dn_phys);
1306         if (delta > 0) {
1307                 ASSERT3U(space + delta, >=, space); /* no overflow */
1308         } else {
1309                 ASSERT3U(space, >=, -delta); /* no underflow */
1310         }
1311         space += delta;
1312         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_DNODE_BYTES) {
1313                 ASSERT((dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) == 0);
1314                 ASSERT3U(P2PHASE(space, 1<<DEV_BSHIFT), ==, 0);
1315                 dn->dn_phys->dn_used = space >> DEV_BSHIFT;
1316         } else {
1317                 dn->dn_phys->dn_used = space;
1318                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_USED_BYTES;
1319         }
1320         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1321 }
1322
1323 /*
1324  * Call when we think we're going to write/free space in open context.
1325  * Be conservative (ie. OK to write less than this or free more than
1326  * this, but don't write more or free less).
1327  */
1328 void
1329 dnode_willuse_space(dnode_t *dn, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
1330 {
1331         objset_t *os = dn->dn_objset;
1332         dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
1333
1334         if (space > 0)
1335                 space = spa_get_asize(os->os_spa, space);
1336
1337         if (ds)
1338                 dsl_dir_willuse_space(ds->ds_dir, space, tx);
1339
1340         dmu_tx_willuse_space(tx, space);
1341 }
1342
1343 /*
1344  * This function scans a block at the indicated "level" looking for
1345  * a hole or data (depending on 'flags').  If level > 0, then we are
1346  * scanning an indirect block looking at its pointers.  If level == 0,
1347  * then we are looking at a block of dnodes.  If we don't find what we
1348  * are looking for in the block, we return ESRCH.  Otherwise, return
1349  * with *offset pointing to the beginning (if searching forwards) or
1350  * end (if searching backwards) of the range covered by the block
1351  * pointer we matched on (or dnode).
1352  *
1353  * The basic search algorithm used below by dnode_next_offset() is to
1354  * use this function to search up the block tree (widen the search) until
1355  * we find something (i.e., we don't return ESRCH) and then search back
1356  * down the tree (narrow the search) until we reach our original search
1357  * level.
1358  */
1359 static int
1360 dnode_next_offset_level(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1361         int lvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1362 {
1363         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
1364         void *data = NULL;
1365         uint64_t epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1366         uint64_t epb = 1ULL << epbs;
1367         uint64_t minfill, maxfill;
1368         boolean_t hole;
1369         int i, inc, error, span;
1370
1371         dprintf("probing object %llu offset %llx level %d of %u\n",
1372             dn->dn_object, *offset, lvl, dn->dn_phys->dn_nlevels);
1373
1374         hole = ((flags & DNODE_FIND_HOLE) != 0);
1375         inc = (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS) ? -1 : 1;
1376         ASSERT(txg == 0 || !hole);
1377
1378         if (lvl == dn->dn_phys->dn_nlevels) {
1379                 error = 0;
1380                 epb = dn->dn_phys->dn_nblkptr;
1381                 data = dn->dn_phys->dn_blkptr;
1382         } else {
1383                 uint64_t blkid = dbuf_whichblock(dn, *offset) >> (epbs * lvl);
1384                 error = dbuf_hold_impl(dn, lvl, blkid, TRUE, FTAG, &db);
1385                 if (error) {
1386                         if (error != ENOENT)
1387                                 return (error);
1388                         if (hole)
1389                                 return (0);
1390                         /*
1391                          * This can only happen when we are searching up
1392                          * the block tree for data.  We don't really need to
1393                          * adjust the offset, as we will just end up looking
1394                          * at the pointer to this block in its parent, and its
1395                          * going to be unallocated, so we will skip over it.
1396                          */
1397                         return (ESRCH);
1398                 }
1399                 error = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL | DB_RF_HAVESTRUCT);
1400                 if (error) {
1401                         dbuf_rele(db, FTAG);
1402                         return (error);
1403                 }
1404                 data = db->db.db_data;
1405         }
1406
1407         if (db && txg &&
1408             (db->db_blkptr == NULL || db->db_blkptr->blk_birth <= txg)) {
1409                 /*
1410                  * This can only happen when we are searching up the tree
1411                  * and these conditions mean that we need to keep climbing.
1412                  */
1413                 error = ESRCH;
1414         } else if (lvl == 0) {
1415                 dnode_phys_t *dnp = data;
1416                 span = DNODE_SHIFT;
1417                 ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1418
1419                 for (i = (*offset >> span) & (blkfill - 1);
1420                     i >= 0 && i < blkfill; i += inc) {
1421                         if ((dnp[i].dn_type == DMU_OT_NONE) == hole)
1422                                 break;
1423                         *offset += (1ULL << span) * inc;
1424                 }
1425                 if (i < 0 || i == blkfill)
1426                         error = ESRCH;
1427         } else {
1428                 blkptr_t *bp = data;
1429                 uint64_t start = *offset;
1430                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
1431                 minfill = 0;
1432                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
1433
1434                 if (hole)
1435                         maxfill--;
1436                 else
1437                         minfill++;
1438
1439                 *offset = *offset >> span;
1440                 for (i = BF64_GET(*offset, 0, epbs);
1441                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
1442                         if (bp[i].blk_fill >= minfill &&
1443                             bp[i].blk_fill <= maxfill &&
1444                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
1445                                 break;
1446                         if (inc > 0 || *offset > 0)
1447                                 *offset += inc;
1448                 }
1449                 *offset = *offset << span;
1450                 if (inc < 0) {
1451                         /* traversing backwards; position offset at the end */
1452                         ASSERT3U(*offset, <=, start);
1453                         *offset = MIN(*offset + (1ULL << span) - 1, start);
1454                 } else if (*offset < start) {
1455                         *offset = start;
1456                 }
1457                 if (i < 0 || i >= epb)
1458                         error = ESRCH;
1459         }
1460
1461         if (db)
1462                 dbuf_rele(db, FTAG);
1463
1464         return (error);
1465 }
1466
1467 /*
1468  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
1469  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
1470  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
1471  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
1472  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
1473  *
1474  * Examples:
1475  *
1476  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
1477  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
1478  *      Used in dmu_offset_next().
1479  *
1480  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
1481  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
1482  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
1483  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
1484  *      Used in dmu_object_next().
1485  *
1486  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
1487  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
1488  *      Used in dmu_object_alloc().
1489  */
1490 int
1491 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1492     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1493 {
1494         uint64_t initial_offset = *offset;
1495         int lvl, maxlvl;
1496         int error = 0;
1497
1498         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1499                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1500
1501         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
1502                 error = ESRCH;
1503                 goto out;
1504         }
1505
1506         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
1507                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
1508                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
1509                                 *offset = dn->dn_datablksz;
1510                 } else {
1511                         error = ESRCH;
1512                 }
1513                 goto out;
1514         }
1515
1516         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
1517
1518         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
1519                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1520                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1521                 if (error != ESRCH)
1522                         break;
1523         }
1524
1525         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
1526                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1527                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1528         }
1529
1530         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
1531             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
1532                 error = ESRCH;
1533 out:
1534         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1535                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1536
1537         return (error);
1538 }