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 2009 Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
  23  * Use is subject to license terms.
  24  */
  25
  26 #include <sys/zfs_context.h>
  27 #include <sys/dbuf.h>
  28 #include <sys/dnode.h>
  29 #include <sys/dmu.h>
  30 #include <sys/dmu_impl.h>
  31 #include <sys/dmu_tx.h>
  32 #include <sys/dmu_objset.h>
  33 #include <sys/dsl_dir.h>
  34 #include <sys/dsl_dataset.h>
  35 #include <sys/spa.h>
  36 #include <sys/zio.h>
  37 #include <sys/dmu_zfetch.h>
  38
  39 static int free_range_compar(const void *node1, const void *node2);
  40
  41 static kmem_cache_t *dnode_cache;
  42
  43 static dnode_phys_t dnode_phys_zero;
  44
  45 int zfs_default_bs = SPA_MINBLOCKSHIFT;
  46 int zfs_default_ibs = DN_MAX_INDBLKSHIFT;
  47
  48 /* ARGSUSED */
  49 static int
  50 dnode_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
  51 {
  52         int i;
  53         dnode_t *dn = arg;
  54         bzero(dn, sizeof (dnode_t));
  55
  56         rw_init(&dn->dn_struct_rwlock, NULL, RW_DEFAULT, NULL);
  57         mutex_init(&dn->dn_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
  58         mutex_init(&dn->dn_dbufs_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
  59         cv_init(&dn->dn_notxholds, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
  60
  61         refcount_create(&dn->dn_holds);
  62         refcount_create(&dn->dn_tx_holds);
  63
  64         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
  65                 avl_create(&dn->dn_ranges[i], free_range_compar,
  66                     sizeof (free_range_t),
  67                     offsetof(struct free_range, fr_node));
  68                 list_create(&dn->dn_dirty_records[i],
  69                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
  70                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
  71         }
  72
  73         list_create(&dn->dn_dbufs, sizeof (dmu_buf_impl_t),
  74             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
  75
  76         return (0);
  77 }
  78
  79 /* ARGSUSED */
  80 static void
  81 dnode_dest(void *arg, void *unused)
  82 {
  83         int i;
  84         dnode_t *dn = arg;
  85
  86         rw_destroy(&dn->dn_struct_rwlock);
  87         mutex_destroy(&dn->dn_mtx);
  88         mutex_destroy(&dn->dn_dbufs_mtx);
  89         cv_destroy(&dn->dn_notxholds);
  90         refcount_destroy(&dn->dn_holds);
  91         refcount_destroy(&dn->dn_tx_holds);
  92
  93         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
  94                 avl_destroy(&dn->dn_ranges[i]);
  95                 list_destroy(&dn->dn_dirty_records[i]);
  96         }
  97
  98         list_destroy(&dn->dn_dbufs);
  99 }
 100
 101 void
 102 dnode_init(void)
 103 {
 104         dnode_cache = kmem_cache_create("dnode_t",
 105             sizeof (dnode_t),
 106             0, dnode_cons, dnode_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
 107 }
 108
 109 void
 110 dnode_fini(void)
 111 {
 112         kmem_cache_destroy(dnode_cache);
 113 }
 114
 115
 116 #ifdef ZFS_DEBUG
 117 void
 118 dnode_verify(dnode_t *dn)
 119 {
 120         int drop_struct_lock = FALSE;
 121
 122         ASSERT(dn->dn_phys);
 123         ASSERT(dn->dn_objset);
 124
 125         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type < DMU_OT_NUMTYPES);
 126
 127         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DNODE_VERIFY))
 128                 return;
 129
 130         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
 131                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 132                 drop_struct_lock = TRUE;
 133         }
 134         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE || dn->dn_allocated_txg != 0) {
 135                 int i;
 136                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, >=, 0);
 137                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 138                 if (dn->dn_datablkshift) {
 139                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
 140                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 141                         ASSERT3U(1<<dn->dn_datablkshift, ==, dn->dn_datablksz);
 142                 }
 143                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, <=, 30);
 144                 ASSERT3U(dn->dn_type, <=, DMU_OT_NUMTYPES);
 145                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, >=, 1);
 146                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 147                 ASSERT3U(dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 148                 ASSERT3U(dn->dn_datablksz, ==,
 149                     dn->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 150                 ASSERT3U(ISP2(dn->dn_datablksz), ==, dn->dn_datablkshift != 0);
 151                 ASSERT3U((dn->dn_nblkptr - 1) * sizeof (blkptr_t) +
 152                     dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 153                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 154                         ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], <=, dn->dn_nlevels);
 155                 }
 156         }
 157         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE)
 158                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_nlevels, <=, dn->dn_nlevels);
 159         ASSERT(DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) || dn->dn_dbuf != NULL);
 160         if (dn->dn_dbuf != NULL) {
 161                 ASSERT3P(dn->dn_phys, ==,
 162                     (dnode_phys_t *)dn->dn_dbuf->db.db_data +
 163                     (dn->dn_object % (dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT)));
 164         }
 165         if (drop_struct_lock)
 166                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 167 }
 168 #endif
 169
 170 void
 171 dnode_byteswap(dnode_phys_t *dnp)
 172 {
 173         uint64_t *buf64 = (void*)&dnp->dn_blkptr;
 174         int i;
 175
 176         if (dnp->dn_type == DMU_OT_NONE) {
 177                 bzero(dnp, sizeof (dnode_phys_t));
 178                 return;
 179         }
 180
 181         dnp->dn_datablkszsec = BSWAP_16(dnp->dn_datablkszsec);
 182         dnp->dn_bonuslen = BSWAP_16(dnp->dn_bonuslen);
 183         dnp->dn_maxblkid = BSWAP_64(dnp->dn_maxblkid);
 184         dnp->dn_used = BSWAP_64(dnp->dn_used);
 185
 186         /*
 187          * dn_nblkptr is only one byte, so it's OK to read it in either
 188          * byte order.  We can't read dn_bouslen.
 189          */
 190         ASSERT(dnp->dn_indblkshift <= SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 191         ASSERT(dnp->dn_nblkptr <= DN_MAX_NBLKPTR);
 192         for (i = 0; i < dnp->dn_nblkptr * sizeof (blkptr_t)/8; i++)
 193                 buf64[i] = BSWAP_64(buf64[i]);
 194
 195         /*
 196          * OK to check dn_bonuslen for zero, because it won't matter if
 197          * we have the wrong byte order.  This is necessary because the
 198          * dnode dnode is smaller than a regular dnode.
 199          */
 200         if (dnp->dn_bonuslen != 0) {
 201                 /*
 202                  * Note that the bonus length calculated here may be
 203                  * longer than the actual bonus buffer.  This is because
 204                  * we always put the bonus buffer after the last block
 205                  * pointer (instead of packing it against the end of the
 206                  * dnode buffer).
 207                  */
 208                 int off = (dnp->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 209                 size_t len = DN_MAX_BONUSLEN - off;
 210                 ASSERT3U(dnp->dn_bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 211                 dmu_ot[dnp->dn_bonustype].ot_byteswap(dnp->dn_bonus + off, len);
 212         }
 213 }
 214
 215 void
 216 dnode_buf_byteswap(void *vbuf, size_t size)
 217 {
 218         dnode_phys_t *buf = vbuf;
 219         int i;
 220
 221         ASSERT3U(sizeof (dnode_phys_t), ==, (1<<DNODE_SHIFT));
 222         ASSERT((size & (sizeof (dnode_phys_t)-1)) == 0);
 223
 224         size >>= DNODE_SHIFT;
 225         for (i = 0; i < size; i++) {
 226                 dnode_byteswap(buf);
 227                 buf++;
 228         }
 229 }
 230
 231 static int
 232 free_range_compar(const void *node1, const void *node2)
 233 {
 234         const free_range_t *rp1 = node1;
 235         const free_range_t *rp2 = node2;
 236
 237         if (rp1->fr_blkid < rp2->fr_blkid)
 238                 return (-1);
 239         else if (rp1->fr_blkid > rp2->fr_blkid)
 240                 return (1);
 241         else return (0);
 242 }
 243
 244 void
 245 dnode_setbonuslen(dnode_t *dn, int newsize, dmu_tx_t *tx)
 246 {
 247         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 248
 249         dnode_setdirty(dn, tx);
 250         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 251         ASSERT3U(newsize, <=, DN_MAX_BONUSLEN -
 252             (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t));
 253         dn->dn_bonuslen = newsize;
 254         if (newsize == 0)
 255                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_ZERO_BONUSLEN;
 256         else
 257                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 258         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 259 }
 260
 261 static void
 262 dnode_setdblksz(dnode_t *dn, int size)
 263 {
 264         ASSERT3U(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE), ==, 0);
 265         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 266         ASSERT3U(size, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 267         ASSERT3U(size >> SPA_MINBLOCKSHIFT, <,
 268             1<<(sizeof (dn->dn_phys->dn_datablkszsec) * 8));
 269         dn->dn_datablksz = size;
 270         dn->dn_datablkszsec = size >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
 271         dn->dn_datablkshift = ISP2(size) ? highbit(size - 1) : 0;
 272 }
 273
 274 static dnode_t *
 275 dnode_create(objset_impl_t *os, dnode_phys_t *dnp, dmu_buf_impl_t *db,
 276     uint64_t object)
 277 {
 278         dnode_t *dn = kmem_cache_alloc(dnode_cache, KM_SLEEP);
 279         (void) dnode_cons(dn, NULL, 0); /* XXX */
 280
 281         dn->dn_objset = os;
 282         dn->dn_object = object;
 283         dn->dn_dbuf = db;
 284         dn->dn_phys = dnp;
 285
 286         if (dnp->dn_datablkszsec)
 287                 dnode_setdblksz(dn, dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 288         dn->dn_indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
 289         dn->dn_nlevels = dnp->dn_nlevels;
 290         dn->dn_type = dnp->dn_type;
 291         dn->dn_nblkptr = dnp->dn_nblkptr;
 292         dn->dn_checksum = dnp->dn_checksum;
 293         dn->dn_compress = dnp->dn_compress;
 294         dn->dn_bonustype = dnp->dn_bonustype;
 295         dn->dn_bonuslen = dnp->dn_bonuslen;
 296         dn->dn_maxblkid = dnp->dn_maxblkid;
 297
 298         dmu_zfetch_init(&dn->dn_zfetch, dn);
 299
 300         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type < DMU_OT_NUMTYPES);
 301         mutex_enter(&os->os_lock);
 302         list_insert_head(&os->os_dnodes, dn);
 303         mutex_exit(&os->os_lock);
 304
 305         arc_space_consume(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
 306         return (dn);
 307 }
 308
 309 static void
 310 dnode_destroy(dnode_t *dn)
 311 {
 312         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
 313
 314 #ifdef ZFS_DEBUG
 315         int i;
 316
 317         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 318                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 319                 ASSERT(NULL == list_head(&dn->dn_dirty_records[i]));
 320                 ASSERT(0 == avl_numnodes(&dn->dn_ranges[i]));
 321         }
 322         ASSERT(NULL == list_head(&dn->dn_dbufs));
 323 #endif
 324         ASSERT(dn->dn_oldphys == NULL);
 325
 326         mutex_enter(&os->os_lock);
 327         list_remove(&os->os_dnodes, dn);
 328         mutex_exit(&os->os_lock);
 329
 330         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
 331                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 332                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 333         }
 334         dmu_zfetch_rele(&dn->dn_zfetch);
 335         if (dn->dn_bonus) {
 336                 mutex_enter(&dn->dn_bonus->db_mtx);
 337                 dbuf_evict(dn->dn_bonus);
 338                 dn->dn_bonus = NULL;
 339         }
 340         kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
 341         arc_space_return(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
 342 }
 343
 344 void
 345 dnode_allocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize, int ibs,
 346     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
 347 {
 348         int i;
 349
 350         if (blocksize == 0)
 351                 blocksize = 1 << zfs_default_bs;
 352         else if (blocksize > SPA_MAXBLOCKSIZE)
 353                 blocksize = SPA_MAXBLOCKSIZE;
 354         else
 355                 blocksize = P2ROUNDUP(blocksize, SPA_MINBLOCKSIZE);
 356
 357         if (ibs == 0)
 358                 ibs = zfs_default_ibs;
 359
 360         ibs = MIN(MAX(ibs, DN_MIN_INDBLKSHIFT), DN_MAX_INDBLKSHIFT);
 361
 362         dprintf("os=%p obj=%llu txg=%llu blocksize=%d ibs=%d\n", dn->dn_objset,
 363             dn->dn_object, tx->tx_txg, blocksize, ibs);
 364
 365         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 366         ASSERT(bcmp(dn->dn_phys, &dnode_phys_zero, sizeof (dnode_phys_t)) == 0);
 367         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type == DMU_OT_NONE);
 368         ASSERT(ot != DMU_OT_NONE);
 369         ASSERT3U(ot, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 370         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 371             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
 372         ASSERT3U(bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 373         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 374         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 375         ASSERT3U(dn->dn_maxblkid, ==, 0);
 376         ASSERT3U(dn->dn_allocated_txg, ==, 0);
 377         ASSERT3U(dn->dn_assigned_txg, ==, 0);
 378         ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 379         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), <=, 1);
 380         ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dbufs), ==, NULL);
 381
 382         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 383                 ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], ==, 0);
 384                 ASSERT3U(dn->dn_next_indblkshift[i], ==, 0);
 385                 ASSERT3U(dn->dn_next_bonuslen[i], ==, 0);
 386                 ASSERT3U(dn->dn_next_blksz[i], ==, 0);
 387                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 388                 ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dirty_records[i]), ==, NULL);
 389                 ASSERT3U(avl_numnodes(&dn->dn_ranges[i]), ==, 0);
 390         }
 391
 392         dn->dn_type = ot;
 393         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 394         dn->dn_indblkshift = ibs;
 395         dn->dn_nlevels = 1;
 396         dn->dn_nblkptr = 1 + ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
 397         dn->dn_bonustype = bonustype;
 398         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 399         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 400         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 401         dn->dn_dirtyctx = 0;
 402
 403         dn->dn_free_txg = 0;
 404         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
 405                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 406                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 407         }
 408
 409         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 410
 411         dnode_setdirty(dn, tx);
 412         dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
 413         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 414         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_datablksz;
 415 }
 416
 417 void
 418 dnode_reallocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize,
 419     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
 420 {
 421         int nblkptr;
 422
 423         ASSERT3U(blocksize, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 424         ASSERT3U(blocksize, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 425         ASSERT3U(blocksize % SPA_MINBLOCKSIZE, ==, 0);
 426         ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT || dmu_tx_private_ok(tx));
 427         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
 428         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 429             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
 430         ASSERT3U(bonustype, <, DMU_OT_NUMTYPES);
 431         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
 432
 433         /* clean up any unreferenced dbufs */
 434         dnode_evict_dbufs(dn);
 435
 436         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 437         dnode_setdirty(dn, tx);
 438         if (dn->dn_datablksz != blocksize) {
 439                 /* change blocksize */
 440                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0 &&
 441                     (BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
 442                     dnode_block_freed(dn, 0)));
 443                 dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 444                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = blocksize;
 445         }
 446         if (dn->dn_bonuslen != bonuslen)
 447                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonuslen;
 448         nblkptr = 1 + ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
 449         if (dn->dn_nblkptr != nblkptr)
 450                 dn->dn_next_nblkptr[tx->tx_txg&TXG_MASK] = nblkptr;
 451         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 452
 453         /* change type */
 454         dn->dn_type = ot;
 455
 456         /* change bonus size and type */
 457         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 458         dn->dn_bonustype = bonustype;
 459         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 460         dn->dn_nblkptr = nblkptr;
 461         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 462         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 463         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 464
 465         /* fix up the bonus db_size */
 466         if (dn->dn_bonus) {
 467                 dn->dn_bonus->db.db_size =
 468                     DN_MAX_BONUSLEN - (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 469                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
 470         }
 471
 472         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 473         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 474 }
 475
 476 void
 477 dnode_special_close(dnode_t *dn)
 478 {
 479         /*
 480          * Wait for final references to the dnode to clear.  This can
 481          * only happen if the arc is asyncronously evicting state that
 482          * has a hold on this dnode while we are trying to evict this
 483          * dnode.
 484          */
 485         while (refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
 486                 delay(1);
 487         dnode_destroy(dn);
 488 }
 489
 490 dnode_t *
 491 dnode_special_open(objset_impl_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object)
 492 {
 493         dnode_t *dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object);
 494         DNODE_VERIFY(dn);
 495         return (dn);
 496 }
 497
 498 static void
 499 dnode_buf_pageout(dmu_buf_t *db, void *arg)
 500 {
 501         dnode_t **children_dnodes = arg;
 502         int i;
 503         int epb = db->db_size >> DNODE_SHIFT;
 504
 505         for (i = 0; i < epb; i++) {
 506                 dnode_t *dn = children_dnodes[i];
 507                 int n;
 508
 509                 if (dn == NULL)
 510                         continue;
 511 #ifdef ZFS_DEBUG
 512                 /*
 513                  * If there are holds on this dnode, then there should
 514                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
 515                  * it wouldn't be eligable for eviction and this function
 516                  * would not have been called.
 517                  */
 518                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
 519                 ASSERT(list_head(&dn->dn_dbufs) == NULL);
 520                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 521
 522                 for (n = 0; n < TXG_SIZE; n++)
 523                         ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[n]));
 524 #endif
 525                 children_dnodes[i] = NULL;
 526                 dnode_destroy(dn);
 527         }
 528         kmem_free(children_dnodes, epb * sizeof (dnode_t *));
 529 }
 530
 531 /*
 532  * errors:
 533  * EINVAL - invalid object number.
 534  * EIO - i/o error.
 535  * succeeds even for free dnodes.
 536  */
 537 int
 538 dnode_hold_impl(objset_impl_t *os, uint64_t object, int flag,
 539     void *tag, dnode_t **dnp)
 540 {
 541         int epb, idx, err;
 542         int drop_struct_lock = FALSE;
 543         int type;
 544         uint64_t blk;
 545         dnode_t *mdn, *dn;
 546         dmu_buf_impl_t *db;
 547         dnode_t **children_dnodes;
 548
 549         /*
 550          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
 551          * be asking the DMU to do *anything*.
 552          */
 553         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0);
 554
 555         if (object == DMU_USERUSED_OBJECT || object == DMU_GROUPUSED_OBJECT) {
 556                 dn = (object == DMU_USERUSED_OBJECT) ?
 557                     os->os_userused_dnode : os->os_groupused_dnode;
 558                 if (dn == NULL)
 559                         return (ENOENT);
 560                 type = dn->dn_type;
 561                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE)
 562                         return (ENOENT);
 563                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)
 564                         return (EEXIST);
 565                 DNODE_VERIFY(dn);
 566                 (void) refcount_add(&dn->dn_holds, tag);
 567                 *dnp = dn;
 568                 return (0);
 569         }
 570
 571         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
 572                 return (EINVAL);
 573
 574         mdn = os->os_meta_dnode;
 575
 576         DNODE_VERIFY(mdn);
 577
 578         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
 579                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 580                 drop_struct_lock = TRUE;
 581         }
 582
 583         blk = dbuf_whichblock(mdn, object * sizeof (dnode_phys_t));
 584
 585         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
 586         if (drop_struct_lock)
 587                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
 588         if (db == NULL)
 589                 return (EIO);
 590         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL);
 591         if (err) {
 592                 dbuf_rele(db, FTAG);
 593                 return (err);
 594         }
 595
 596         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
 597         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
 598
 599         idx = object & (epb-1);
 600
 601         children_dnodes = dmu_buf_get_user(&db->db);
 602         if (children_dnodes == NULL) {
 603                 dnode_t **winner;
 604                 children_dnodes = kmem_zalloc(epb * sizeof (dnode_t *),
 605                     KM_SLEEP);
 606                 if (winner = dmu_buf_set_user(&db->db, children_dnodes, NULL,
 607                     dnode_buf_pageout)) {
 608                         kmem_free(children_dnodes, epb * sizeof (dnode_t *));
 609                         children_dnodes = winner;
 610                 }
 611         }
 612
 613         if ((dn = children_dnodes[idx]) == NULL) {
 614                 dnode_phys_t *dnp = (dnode_phys_t *)db->db.db_data+idx;
 615                 dnode_t *winner;
 616
 617                 dn = dnode_create(os, dnp, db, object);
 618                 winner = atomic_cas_ptr(&children_dnodes[idx], NULL, dn);
 619                 if (winner != NULL) {
 620                         dnode_destroy(dn);
 621                         dn = winner;
 622                 }
 623         }
 624
 625         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 626         type = dn->dn_type;
 627         if (dn->dn_free_txg ||
 628             ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE) ||
 629             ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) &&
 630             (type != DMU_OT_NONE || dn->dn_oldphys))) {
 631                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 632                 dbuf_rele(db, FTAG);
 633                 return (type == DMU_OT_NONE ? ENOENT : EEXIST);
 634         }
 635         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 636
 637         if (refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
 638                 dbuf_add_ref(db, dn);
 639
 640         DNODE_VERIFY(dn);
 641         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
 642         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
 643         dbuf_rele(db, FTAG);
 644
 645         *dnp = dn;
 646         return (0);
 647 }
 648
 649 /*
 650  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
 651  */
 652 int
 653 dnode_hold(objset_impl_t *os, uint64_t object, void *tag, dnode_t **dnp)
 654 {
 655         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, tag, dnp));
 656 }
 657
 658 /*
 659  * Can only add a reference if there is already at least one
 660  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
 661  * new reference.
 662  */
 663 boolean_t
 664 dnode_add_ref(dnode_t *dn, void *tag)
 665 {
 666         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 667         if (refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
 668                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 669                 return (FALSE);
 670         }
 671         VERIFY(1 < refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
 672         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 673         return (TRUE);
 674 }
 675
 676 void
 677 dnode_rele(dnode_t *dn, void *tag)
 678 {
 679         uint64_t refs;
 680
 681         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 682         refs = refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
 683         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 684         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
 685         if (refs == 0 && dn->dn_dbuf)
 686                 dbuf_rele(dn->dn_dbuf, dn);
 687 }
 688
 689 void
 690 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 691 {
 692         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
 693         uint64_t txg = tx->tx_txg;
 694
 695         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
 696                 dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
 697                 return;
 698         }
 699
 700         DNODE_VERIFY(dn);
 701
 702 #ifdef ZFS_DEBUG
 703         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 704         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
 705         /* ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg); */
 706         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 707 #endif
 708
 709         mutex_enter(&os->os_lock);
 710
 711         /*
 712          * If we are already marked dirty, we're done.
 713          */
 714         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
 715                 mutex_exit(&os->os_lock);
 716                 return;
 717         }
 718
 719         ASSERT(!refcount_is_zero(&dn->dn_holds) || list_head(&dn->dn_dbufs));
 720         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
 721         ASSERT3U(dn->dn_next_bonuslen[txg&TXG_MASK], ==, 0);
 722         ASSERT3U(dn->dn_next_blksz[txg&TXG_MASK], ==, 0);
 723
 724         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
 725             dn->dn_object, txg);
 726
 727         if (dn->dn_free_txg > 0 && dn->dn_free_txg <= txg) {
 728                 list_insert_tail(&os->os_free_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
 729         } else {
 730                 list_insert_tail(&os->os_dirty_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
 731         }
 732
 733         mutex_exit(&os->os_lock);
 734
 735         /*
 736          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
 737          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
 738          * dbuf maintaines a hold on the dnode.  When the last child
 739          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
 740          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
 741          * dnode will hang around after we finish processing its
 742          * children.
 743          */
 744         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
 745
 746         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
 747
 748         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
 749 }
 750
 751 void
 752 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 753 {
 754         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
 755
 756         dprintf("dn=%p txg=%llu\n", dn, tx->tx_txg);
 757
 758         /* we should be the only holder... hopefully */
 759         /* ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), ==, 1); */
 760
 761         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 762         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
 763                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 764                 return;
 765         }
 766         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
 767         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 768
 769         /*
 770          * If the dnode is already dirty, it needs to be moved from
 771          * the dirty list to the free list.
 772          */
 773         mutex_enter(&dn->dn_objset->os_lock);
 774         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txgoff])) {
 775                 list_remove(&dn->dn_objset->os_dirty_dnodes[txgoff], dn);
 776                 list_insert_tail(&dn->dn_objset->os_free_dnodes[txgoff], dn);
 777                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
 778         } else {
 779                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
 780                 dnode_setdirty(dn, tx);
 781         }
 782 }
 783
 784 /*
 785  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
 786  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
 787  */
 788 int
 789 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
 790 {
 791         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
 792         int err;
 793
 794         if (size == 0)
 795                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
 796         if (size > SPA_MAXBLOCKSIZE)
 797                 size = SPA_MAXBLOCKSIZE;
 798         else
 799                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
 800
 801         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
 802                 ibs = 0;
 803
 804         if (size >> SPA_MINBLOCKSHIFT == dn->dn_datablkszsec && ibs == 0)
 805                 return (0);
 806
 807         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 808
 809         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
 810         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid != 0)
 811                 goto fail;
 812
 813         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
 814         for (db = list_head(&dn->dn_dbufs); db; db = db_next) {
 815                 db_next = list_next(&dn->dn_dbufs, db);
 816
 817                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID) {
 818                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
 819                         goto fail;
 820                 }
 821         }
 822         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
 823
 824         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
 825                 goto fail;
 826
 827         /* resize the old block */
 828         err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FTAG, &db);
 829         if (err == 0)
 830                 dbuf_new_size(db, size, tx);
 831         else if (err != ENOENT)
 832                 goto fail;
 833
 834         dnode_setdblksz(dn, size);
 835         dnode_setdirty(dn, tx);
 836         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = size;
 837         if (ibs) {
 838                 dn->dn_indblkshift = ibs;
 839                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg&TXG_MASK] = ibs;
 840         }
 841         /* rele after we have fixed the blocksize in the dnode */
 842         if (db)
 843                 dbuf_rele(db, FTAG);
 844
 845         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 846         return (0);
 847
 848 fail:
 849         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 850         return (ENOTSUP);
 851 }
 852
 853 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
 854 void
 855 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read)
 856 {
 857         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
 858         int epbs, new_nlevels;
 859         uint64_t sz;
 860
 861         ASSERT(blkid != DB_BONUS_BLKID);
 862
 863         ASSERT(have_read ?
 864             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
 865             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
 866
 867         /*
 868          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
 869          * before upgrading to a write-lock.
 870          */
 871         if (have_read) {
 872                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
 873                         return;
 874
 875                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
 876                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 877                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 878                 }
 879         }
 880
 881         if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
 882                 goto out;
 883
 884         dn->dn_maxblkid = blkid;
 885
 886         /*
 887          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
 888          */
 889         new_nlevels = 1;
 890         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 891         for (sz = dn->dn_nblkptr;
 892             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
 893                 new_nlevels++;
 894
 895         if (new_nlevels > dn->dn_nlevels) {
 896                 int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
 897                 dmu_buf_impl_t *db;
 898                 list_t *list;
 899                 dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
 900
 901                 dn->dn_nlevels = new_nlevels;
 902
 903                 ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
 904                 dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
 905
 906                 /* dirty the left indirects */
 907                 db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
 908                 new = dbuf_dirty(db, tx);
 909                 dbuf_rele(db, FTAG);
 910
 911                 /* transfer the dirty records to the new indirect */
 912                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 913                 mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
 914                 list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
 915                 for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
 916                         dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
 917                         if (dr->dr_dbuf->db_level != new_nlevels-1 &&
 918                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DB_BONUS_BLKID) {
 919                                 ASSERT(dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels-1);
 920                                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
 921                                 list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
 922                                 dr->dr_parent = new;
 923                         }
 924                 }
 925                 mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
 926                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 927         }
 928
 929 out:
 930         if (have_read)
 931                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
 932 }
 933
 934 void
 935 dnode_clear_range(dnode_t *dn, uint64_t blkid, uint64_t nblks, dmu_tx_t *tx)
 936 {
 937         avl_tree_t *tree = &dn->dn_ranges[tx->tx_txg&TXG_MASK];
 938         avl_index_t where;
 939         free_range_t *rp;
 940         free_range_t rp_tofind;
 941         uint64_t endblk = blkid + nblks;
 942
 943         ASSERT(MUTEX_HELD(&dn->dn_mtx));
 944         ASSERT(nblks <= UINT64_MAX - blkid); /* no overflow */
 945
 946         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
 947             blkid, nblks, tx->tx_txg);
 948         rp_tofind.fr_blkid = blkid;
 949         rp = avl_find(tree, &rp_tofind, &where);
 950         if (rp == NULL)
 951                 rp = avl_nearest(tree, where, AVL_BEFORE);
 952         if (rp == NULL)
 953                 rp = avl_nearest(tree, where, AVL_AFTER);
 954
 955         while (rp && (rp->fr_blkid <= blkid + nblks)) {
 956                 uint64_t fr_endblk = rp->fr_blkid + rp->fr_nblks;
 957                 free_range_t *nrp = AVL_NEXT(tree, rp);
 958
 959                 if (blkid <= rp->fr_blkid && endblk >= fr_endblk) {
 960                         /* clear this entire range */
 961                         avl_remove(tree, rp);
 962                         kmem_free(rp, sizeof (free_range_t));
 963                 } else if (blkid <= rp->fr_blkid &&
 964                     endblk > rp->fr_blkid && endblk < fr_endblk) {
 965                         /* clear the beginning of this range */
 966                         rp->fr_blkid = endblk;
 967                         rp->fr_nblks = fr_endblk - endblk;
 968                 } else if (blkid > rp->fr_blkid && blkid < fr_endblk &&
 969                     endblk >= fr_endblk) {
 970                         /* clear the end of this range */
 971                         rp->fr_nblks = blkid - rp->fr_blkid;
 972                 } else if (blkid > rp->fr_blkid && endblk < fr_endblk) {
 973                         /* clear a chunk out of this range */
 974                         free_range_t *new_rp =
 975                             kmem_alloc(sizeof (free_range_t), KM_SLEEP);
 976
 977                         new_rp->fr_blkid = endblk;
 978                         new_rp->fr_nblks = fr_endblk - endblk;
 979                         avl_insert_here(tree, new_rp, rp, AVL_AFTER);
 980                         rp->fr_nblks = blkid - rp->fr_blkid;
 981                 }
 982                 /* there may be no overlap */
 983                 rp = nrp;
 984         }
 985 }
 986
 987 void
 988 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
 989 {
 990         dmu_buf_impl_t *db;
 991         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
 992         int blksz, blkshift, head, tail;
 993         int trunc = FALSE;
 994         int epbs;
 995
 996         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 997         blksz = dn->dn_datablksz;
 998         blkshift = dn->dn_datablkshift;
 999         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1000
1001         if (len == -1ULL) {
1002                 len = UINT64_MAX - off;
1003                 trunc = TRUE;
1004         }
1005
1006         /*
1007          * First, block align the region to free:
1008          */
1009         if (ISP2(blksz)) {
1010                 head = P2NPHASE(off, blksz);
1011                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
1012                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1013                         goto out;
1014         } else {
1015                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
1016                 if (off == 0 && len >= blksz) {
1017                         /* Freeing the whole block; fast-track this request */
1018                         blkid = 0;
1019                         nblks = 1;
1020                         goto done;
1021                 } else if (off >= blksz) {
1022                         /* Freeing past end-of-data */
1023                         goto out;
1024                 } else {
1025                         /* Freeing part of the block. */
1026                         head = blksz - off;
1027                         ASSERT3U(head, >, 0);
1028                 }
1029                 blkoff = off;
1030         }
1031         /* zero out any partial block data at the start of the range */
1032         if (head) {
1033                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
1034                 if (len < head)
1035                         head = len;
1036                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off), TRUE,
1037                     FTAG, &db) == 0) {
1038                         caddr_t data;
1039
1040                         /* don't dirty if it isn't on disk and isn't dirty */
1041                         if (db->db_last_dirty ||
1042                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1043                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1044                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1045                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1046                                 data = db->db.db_data;
1047                                 bzero(data + blkoff, head);
1048                         }
1049                         dbuf_rele(db, FTAG);
1050                 }
1051                 off += head;
1052                 len -= head;
1053         }
1054
1055         /* If the range was less than one block, we're done */
1056         if (len == 0)
1057                 goto out;
1058
1059         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
1060         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1061                 goto out;
1062
1063         ASSERT(ISP2(blksz));
1064         if (trunc)
1065                 tail = 0;
1066         else
1067                 tail = P2PHASE(len, blksz);
1068
1069         ASSERT3U(P2PHASE(off, blksz), ==, 0);
1070         /* zero out any partial block data at the end of the range */
1071         if (tail) {
1072                 if (len < tail)
1073                         tail = len;
1074                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off+len),
1075                     TRUE, FTAG, &db) == 0) {
1076                         /* don't dirty if not on disk and not dirty */
1077                         if (db->db_last_dirty ||
1078                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1079                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1080                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1081                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1082                                 bzero(db->db.db_data, tail);
1083                         }
1084                         dbuf_rele(db, FTAG);
1085                 }
1086                 len -= tail;
1087         }
1088
1089         /* If the range did not include a full block, we are done */
1090         if (len == 0)
1091                 goto out;
1092
1093         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
1094         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
1095         blkid = off >> blkshift;
1096         nblks = len >> blkshift;
1097         if (trunc)
1098                 nblks += 1;
1099
1100         /*
1101          * Read in and mark all the level-1 indirects dirty,
1102          * so that they will stay in memory until syncing phase.
1103          * Always dirty the first and last indirect to make sure
1104          * we dirty all the partial indirects.
1105          */
1106         if (dn->dn_nlevels > 1) {
1107                 uint64_t i, first, last;
1108                 int shift = epbs + dn->dn_datablkshift;
1109
1110                 first = blkid >> epbs;
1111                 if (db = dbuf_hold_level(dn, 1, first, FTAG)) {
1112                         dbuf_will_dirty(db, tx);
1113                         dbuf_rele(db, FTAG);
1114                 }
1115                 if (trunc)
1116                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
1117                 else
1118                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
1119                 if (last > first && (db = dbuf_hold_level(dn, 1, last, FTAG))) {
1120                         dbuf_will_dirty(db, tx);
1121                         dbuf_rele(db, FTAG);
1122                 }
1123                 for (i = first + 1; i < last; i++) {
1124                         uint64_t ibyte = i << shift;
1125                         int err;
1126
1127                         err = dnode_next_offset(dn,
1128                             DNODE_FIND_HAVELOCK, &ibyte, 1, 1, 0);
1129                         i = ibyte >> shift;
1130                         if (err == ESRCH || i >= last)
1131                                 break;
1132                         ASSERT(err == 0);
1133                         db = dbuf_hold_level(dn, 1, i, FTAG);
1134                         if (db) {
1135                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
1136                                 dbuf_rele(db, FTAG);
1137                         }
1138                 }
1139         }
1140 done:
1141         /*
1142          * Add this range to the dnode range list.
1143          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
1144          */
1145         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1146         dnode_clear_range(dn, blkid, nblks, tx);
1147         {
1148                 free_range_t *rp, *found;
1149                 avl_index_t where;
1150                 avl_tree_t *tree = &dn->dn_ranges[tx->tx_txg&TXG_MASK];
1151
1152                 /* Add new range to dn_ranges */
1153                 rp = kmem_alloc(sizeof (free_range_t), KM_SLEEP);
1154                 rp->fr_blkid = blkid;
1155                 rp->fr_nblks = nblks;
1156                 found = avl_find(tree, rp, &where);
1157                 ASSERT(found == NULL);
1158                 avl_insert(tree, rp, where);
1159                 dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
1160                     blkid, nblks, tx->tx_txg);
1161         }
1162         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1163
1164         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
1165         dnode_setdirty(dn, tx);
1166 out:
1167         if (trunc && dn->dn_maxblkid >= (off >> blkshift))
1168                 dn->dn_maxblkid = (off >> blkshift ? (off >> blkshift) - 1 : 0);
1169
1170         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1171 }
1172
1173 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
1174 uint64_t
1175 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
1176 {
1177         free_range_t range_tofind;
1178         void *dp = spa_get_dsl(dn->dn_objset->os_spa);
1179         int i;
1180
1181         if (blkid == DB_BONUS_BLKID)
1182                 return (FALSE);
1183
1184         /*
1185          * If we're in the process of opening the pool, dp will not be
1186          * set yet, but there shouldn't be anything dirty.
1187          */
1188         if (dp == NULL)
1189                 return (FALSE);
1190
1191         if (dn->dn_free_txg)
1192                 return (TRUE);
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) != 0);
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                         if ((dnp[i].dn_type == DMU_OT_NONE) == hole)
1326                                 break;
1327                         *offset += (1ULL << span) * inc;
1328                 }
1329                 if (i < 0 || i == blkfill)
1330                         error = ESRCH;
1331         } else {
1332                 blkptr_t *bp = data;
1333                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
1334                 minfill = 0;
1335                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
1336
1337                 if (hole)
1338                         maxfill--;
1339                 else
1340                         minfill++;
1341
1342                 for (i = (*offset >> span) & ((1ULL << epbs) - 1);
1343                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
1344                         if (bp[i].blk_fill >= minfill &&
1345                             bp[i].blk_fill <= maxfill &&
1346                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
1347                                 break;
1348                         if (inc < 0 && *offset < (1ULL << span))
1349                                 *offset = 0;
1350                         else
1351                                 *offset += (1ULL << span) * inc;
1352                 }
1353                 if (i < 0 || i == epb)
1354                         error = ESRCH;
1355         }
1356
1357         if (db)
1358                 dbuf_rele(db, FTAG);
1359
1360         return (error);
1361 }
1362
1363 /*
1364  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
1365  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
1366  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
1367  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
1368  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
1369  *
1370  * Examples:
1371  *
1372  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
1373  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
1374  *      Used in dmu_offset_next().
1375  *
1376  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
1377  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
1378  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
1379  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
1380  *      Used in dmu_object_next().
1381  *
1382  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
1383  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
1384  *      Used in dmu_object_alloc().
1385  */
1386 int
1387 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1388     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1389 {
1390         uint64_t initial_offset = *offset;
1391         int lvl, maxlvl;
1392         int error = 0;
1393
1394         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1395                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1396
1397         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
1398                 error = ESRCH;
1399                 goto out;
1400         }
1401
1402         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
1403                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
1404                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
1405                                 *offset = dn->dn_datablksz;
1406                 } else {
1407                         error = ESRCH;
1408                 }
1409                 goto out;
1410         }
1411
1412         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
1413
1414         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
1415                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1416                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1417                 if (error != ESRCH)
1418                         break;
1419         }
1420
1421         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
1422                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1423                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1424         }
1425
1426         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
1427             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
1428                 error = ESRCH;
1429 out:
1430         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1431                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1432
1433         return (error);
1434 }