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