granicus.if.org Git - zfs/blob - module/zfs/dnode.c

   1 /*
   2  * CDDL HEADER START
   3  *
   4  * The contents of this file are subject to the terms of the
   5  * Common Development and Distribution License (the "License").
   6  * You may not use this file except in compliance with the License.
   7  *
   8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
   9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
  10  * See the License for the specific language governing permissions
  11  * and limitations under the License.
  12  *
  13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
  14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
  15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
  16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
  17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
  18  *
  19  * CDDL HEADER END
  20  */
  21 /*
  22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  23  * Copyright (c) 2012, 2017 by Delphix. All rights reserved.
  24  * Copyright (c) 2014 Spectra Logic Corporation, All rights reserved.
  25  */
  26
  27 #include <sys/zfs_context.h>
  28 #include <sys/dbuf.h>
  29 #include <sys/dnode.h>
  30 #include <sys/dmu.h>
  31 #include <sys/dmu_impl.h>
  32 #include <sys/dmu_tx.h>
  33 #include <sys/dmu_objset.h>
  34 #include <sys/dsl_dir.h>
  35 #include <sys/dsl_dataset.h>
  36 #include <sys/spa.h>
  37 #include <sys/zio.h>
  38 #include <sys/dmu_zfetch.h>
  39 #include <sys/range_tree.h>
  40 #include <sys/trace_dnode.h>
  41 #include <sys/zfs_project.h>
  42
  43 dnode_stats_t dnode_stats = {
  44         { "dnode_hold_dbuf_hold",               KSTAT_DATA_UINT64 },
  45         { "dnode_hold_dbuf_read",               KSTAT_DATA_UINT64 },
  46         { "dnode_hold_alloc_hits",              KSTAT_DATA_UINT64 },
  47         { "dnode_hold_alloc_misses",            KSTAT_DATA_UINT64 },
  48         { "dnode_hold_alloc_interior",          KSTAT_DATA_UINT64 },
  49         { "dnode_hold_alloc_lock_retry",        KSTAT_DATA_UINT64 },
  50         { "dnode_hold_alloc_lock_misses",       KSTAT_DATA_UINT64 },
  51         { "dnode_hold_alloc_type_none",         KSTAT_DATA_UINT64 },
  52         { "dnode_hold_free_hits",               KSTAT_DATA_UINT64 },
  53         { "dnode_hold_free_misses",             KSTAT_DATA_UINT64 },
  54         { "dnode_hold_free_lock_misses",        KSTAT_DATA_UINT64 },
  55         { "dnode_hold_free_lock_retry",         KSTAT_DATA_UINT64 },
  56         { "dnode_hold_free_overflow",           KSTAT_DATA_UINT64 },
  57         { "dnode_hold_free_refcount",           KSTAT_DATA_UINT64 },
  58         { "dnode_hold_free_txg",                KSTAT_DATA_UINT64 },
  59         { "dnode_free_interior_lock_retry",     KSTAT_DATA_UINT64 },
  60         { "dnode_allocate",                     KSTAT_DATA_UINT64 },
  61         { "dnode_reallocate",                   KSTAT_DATA_UINT64 },
  62         { "dnode_buf_evict",                    KSTAT_DATA_UINT64 },
  63         { "dnode_alloc_next_chunk",             KSTAT_DATA_UINT64 },
  64         { "dnode_alloc_race",                   KSTAT_DATA_UINT64 },
  65         { "dnode_alloc_next_block",             KSTAT_DATA_UINT64 },
  66         { "dnode_move_invalid",                 KSTAT_DATA_UINT64 },
  67         { "dnode_move_recheck1",                KSTAT_DATA_UINT64 },
  68         { "dnode_move_recheck2",                KSTAT_DATA_UINT64 },
  69         { "dnode_move_special",                 KSTAT_DATA_UINT64 },
  70         { "dnode_move_handle",                  KSTAT_DATA_UINT64 },
  71         { "dnode_move_rwlock",                  KSTAT_DATA_UINT64 },
  72         { "dnode_move_active",                  KSTAT_DATA_UINT64 },
  73 };
  74
  75 static kstat_t *dnode_ksp;
  76 static kmem_cache_t *dnode_cache;
  77
  78 ASSERTV(static dnode_phys_t dnode_phys_zero);
  79
  80 int zfs_default_bs = SPA_MINBLOCKSHIFT;
  81 int zfs_default_ibs = DN_MAX_INDBLKSHIFT;
  82
  83 #ifdef  _KERNEL
  84 static kmem_cbrc_t dnode_move(void *, void *, size_t, void *);
  85 #endif /* _KERNEL */
  86
  87 static int
  88 dbuf_compare(const void *x1, const void *x2)
  89 {
  90         const dmu_buf_impl_t *d1 = x1;
  91         const dmu_buf_impl_t *d2 = x2;
  92
  93         int cmp = AVL_CMP(d1->db_level, d2->db_level);
  94         if (likely(cmp))
  95                 return (cmp);
  96
  97         cmp = AVL_CMP(d1->db_blkid, d2->db_blkid);
  98         if (likely(cmp))
  99                 return (cmp);
 100
 101         if (d1->db_state == DB_SEARCH) {
 102                 ASSERT3S(d2->db_state, !=, DB_SEARCH);
 103                 return (-1);
 104         } else if (d2->db_state == DB_SEARCH) {
 105                 ASSERT3S(d1->db_state, !=, DB_SEARCH);
 106                 return (1);
 107         }
 108
 109         return (AVL_PCMP(d1, d2));
 110 }
 111
 112 /* ARGSUSED */
 113 static int
 114 dnode_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
 115 {
 116         dnode_t *dn = arg;
 117         int i;
 118
 119         rw_init(&dn->dn_struct_rwlock, NULL, RW_NOLOCKDEP, NULL);
 120         mutex_init(&dn->dn_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 121         mutex_init(&dn->dn_dbufs_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 122         cv_init(&dn->dn_notxholds, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
 123
 124         /*
 125          * Every dbuf has a reference, and dropping a tracked reference is
 126          * O(number of references), so don't track dn_holds.
 127          */
 128         refcount_create_untracked(&dn->dn_holds);
 129         refcount_create(&dn->dn_tx_holds);
 130         list_link_init(&dn->dn_link);
 131
 132         bzero(&dn->dn_next_nblkptr[0], sizeof (dn->dn_next_nblkptr));
 133         bzero(&dn->dn_next_nlevels[0], sizeof (dn->dn_next_nlevels));
 134         bzero(&dn->dn_next_indblkshift[0], sizeof (dn->dn_next_indblkshift));
 135         bzero(&dn->dn_next_bonustype[0], sizeof (dn->dn_next_bonustype));
 136         bzero(&dn->dn_rm_spillblk[0], sizeof (dn->dn_rm_spillblk));
 137         bzero(&dn->dn_next_bonuslen[0], sizeof (dn->dn_next_bonuslen));
 138         bzero(&dn->dn_next_blksz[0], sizeof (dn->dn_next_blksz));
 139         bzero(&dn->dn_next_maxblkid[0], sizeof (dn->dn_next_maxblkid));
 140
 141         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 142                 multilist_link_init(&dn->dn_dirty_link[i]);
 143                 dn->dn_free_ranges[i] = NULL;
 144                 list_create(&dn->dn_dirty_records[i],
 145                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
 146                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
 147         }
 148
 149         dn->dn_allocated_txg = 0;
 150         dn->dn_free_txg = 0;
 151         dn->dn_assigned_txg = 0;
 152         dn->dn_dirty_txg = 0;
 153         dn->dn_dirtyctx = 0;
 154         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 155         dn->dn_bonus = NULL;
 156         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 157         dn->dn_zio = NULL;
 158         dn->dn_oldused = 0;
 159         dn->dn_oldflags = 0;
 160         dn->dn_olduid = 0;
 161         dn->dn_oldgid = 0;
 162         dn->dn_oldprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 163         dn->dn_newuid = 0;
 164         dn->dn_newgid = 0;
 165         dn->dn_newprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 166         dn->dn_id_flags = 0;
 167
 168         dn->dn_dbufs_count = 0;
 169         avl_create(&dn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
 170             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
 171
 172         dn->dn_moved = 0;
 173         return (0);
 174 }
 175
 176 /* ARGSUSED */
 177 static void
 178 dnode_dest(void *arg, void *unused)
 179 {
 180         int i;
 181         dnode_t *dn = arg;
 182
 183         rw_destroy(&dn->dn_struct_rwlock);
 184         mutex_destroy(&dn->dn_mtx);
 185         mutex_destroy(&dn->dn_dbufs_mtx);
 186         cv_destroy(&dn->dn_notxholds);
 187         refcount_destroy(&dn->dn_holds);
 188         refcount_destroy(&dn->dn_tx_holds);
 189         ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_link));
 190
 191         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 192                 ASSERT(!multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 193                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
 194                 list_destroy(&dn->dn_dirty_records[i]);
 195                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
 196                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
 197                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
 198                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
 199                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
 200                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
 201                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
 202                 ASSERT0(dn->dn_next_maxblkid[i]);
 203         }
 204
 205         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
 206         ASSERT0(dn->dn_free_txg);
 207         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
 208         ASSERT0(dn->dn_dirty_txg);
 209         ASSERT0(dn->dn_dirtyctx);
 210         ASSERT3P(dn->dn_dirtyctx_firstset, ==, NULL);
 211         ASSERT3P(dn->dn_bonus, ==, NULL);
 212         ASSERT(!dn->dn_have_spill);
 213         ASSERT3P(dn->dn_zio, ==, NULL);
 214         ASSERT0(dn->dn_oldused);
 215         ASSERT0(dn->dn_oldflags);
 216         ASSERT0(dn->dn_olduid);
 217         ASSERT0(dn->dn_oldgid);
 218         ASSERT0(dn->dn_oldprojid);
 219         ASSERT0(dn->dn_newuid);
 220         ASSERT0(dn->dn_newgid);
 221         ASSERT0(dn->dn_newprojid);
 222         ASSERT0(dn->dn_id_flags);
 223
 224         ASSERT0(dn->dn_dbufs_count);
 225         avl_destroy(&dn->dn_dbufs);
 226 }
 227
 228 void
 229 dnode_init(void)
 230 {
 231         ASSERT(dnode_cache == NULL);
 232         dnode_cache = kmem_cache_create("dnode_t", sizeof (dnode_t),
 233             0, dnode_cons, dnode_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
 234         kmem_cache_set_move(dnode_cache, dnode_move);
 235
 236         dnode_ksp = kstat_create("zfs", 0, "dnodestats", "misc",
 237             KSTAT_TYPE_NAMED, sizeof (dnode_stats) / sizeof (kstat_named_t),
 238             KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
 239         if (dnode_ksp != NULL) {
 240                 dnode_ksp->ks_data = &dnode_stats;
 241                 kstat_install(dnode_ksp);
 242         }
 243 }
 244
 245 void
 246 dnode_fini(void)
 247 {
 248         if (dnode_ksp != NULL) {
 249                 kstat_delete(dnode_ksp);
 250                 dnode_ksp = NULL;
 251         }
 252
 253         kmem_cache_destroy(dnode_cache);
 254         dnode_cache = NULL;
 255 }
 256
 257
 258 #ifdef ZFS_DEBUG
 259 void
 260 dnode_verify(dnode_t *dn)
 261 {
 262         int drop_struct_lock = FALSE;
 263
 264         ASSERT(dn->dn_phys);
 265         ASSERT(dn->dn_objset);
 266         ASSERT(dn->dn_handle->dnh_dnode == dn);
 267
 268         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
 269
 270         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DNODE_VERIFY))
 271                 return;
 272
 273         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
 274                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 275                 drop_struct_lock = TRUE;
 276         }
 277         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE || dn->dn_allocated_txg != 0) {
 278                 int i;
 279                 int max_bonuslen = DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots);
 280                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 281                 if (dn->dn_datablkshift) {
 282                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
 283                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 284                         ASSERT3U(1<<dn->dn_datablkshift, ==, dn->dn_datablksz);
 285                 }
 286                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, <=, 30);
 287                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_type));
 288                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, >=, 1);
 289                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 290                 ASSERT3U(dn->dn_bonuslen, <=, max_bonuslen);
 291                 ASSERT3U(dn->dn_datablksz, ==,
 292                     dn->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 293                 ASSERT3U(ISP2(dn->dn_datablksz), ==, dn->dn_datablkshift != 0);
 294                 ASSERT3U((dn->dn_nblkptr - 1) * sizeof (blkptr_t) +
 295                     dn->dn_bonuslen, <=, max_bonuslen);
 296                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 297                         ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], <=, dn->dn_nlevels);
 298                 }
 299         }
 300         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE)
 301                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_nlevels, <=, dn->dn_nlevels);
 302         ASSERT(DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) || dn->dn_dbuf != NULL);
 303         if (dn->dn_dbuf != NULL) {
 304                 ASSERT3P(dn->dn_phys, ==,
 305                     (dnode_phys_t *)dn->dn_dbuf->db.db_data +
 306                     (dn->dn_object % (dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT)));
 307         }
 308         if (drop_struct_lock)
 309                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 310 }
 311 #endif
 312
 313 void
 314 dnode_byteswap(dnode_phys_t *dnp)
 315 {
 316         uint64_t *buf64 = (void*)&dnp->dn_blkptr;
 317         int i;
 318
 319         if (dnp->dn_type == DMU_OT_NONE) {
 320                 bzero(dnp, sizeof (dnode_phys_t));
 321                 return;
 322         }
 323
 324         dnp->dn_datablkszsec = BSWAP_16(dnp->dn_datablkszsec);
 325         dnp->dn_bonuslen = BSWAP_16(dnp->dn_bonuslen);
 326         dnp->dn_extra_slots = BSWAP_8(dnp->dn_extra_slots);
 327         dnp->dn_maxblkid = BSWAP_64(dnp->dn_maxblkid);
 328         dnp->dn_used = BSWAP_64(dnp->dn_used);
 329
 330         /*
 331          * dn_nblkptr is only one byte, so it's OK to read it in either
 332          * byte order.  We can't read dn_bouslen.
 333          */
 334         ASSERT(dnp->dn_indblkshift <= SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 335         ASSERT(dnp->dn_nblkptr <= DN_MAX_NBLKPTR);
 336         for (i = 0; i < dnp->dn_nblkptr * sizeof (blkptr_t)/8; i++)
 337                 buf64[i] = BSWAP_64(buf64[i]);
 338
 339         /*
 340          * OK to check dn_bonuslen for zero, because it won't matter if
 341          * we have the wrong byte order.  This is necessary because the
 342          * dnode dnode is smaller than a regular dnode.
 343          */
 344         if (dnp->dn_bonuslen != 0) {
 345                 /*
 346                  * Note that the bonus length calculated here may be
 347                  * longer than the actual bonus buffer.  This is because
 348                  * we always put the bonus buffer after the last block
 349                  * pointer (instead of packing it against the end of the
 350                  * dnode buffer).
 351                  */
 352                 int off = (dnp->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 353                 int slots = dnp->dn_extra_slots + 1;
 354                 size_t len = DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(slots) - off;
 355                 dmu_object_byteswap_t byteswap;
 356                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dnp->dn_bonustype));
 357                 byteswap = DMU_OT_BYTESWAP(dnp->dn_bonustype);
 358                 dmu_ot_byteswap[byteswap].ob_func(dnp->dn_bonus + off, len);
 359         }
 360
 361         /* Swap SPILL block if we have one */
 362         if (dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR)
 363                 byteswap_uint64_array(DN_SPILL_BLKPTR(dnp), sizeof (blkptr_t));
 364 }
 365
 366 void
 367 dnode_buf_byteswap(void *vbuf, size_t size)
 368 {
 369         int i = 0;
 370
 371         ASSERT3U(sizeof (dnode_phys_t), ==, (1<<DNODE_SHIFT));
 372         ASSERT((size & (sizeof (dnode_phys_t)-1)) == 0);
 373
 374         while (i < size) {
 375                 dnode_phys_t *dnp = (void *)(((char *)vbuf) + i);
 376                 dnode_byteswap(dnp);
 377
 378                 i += DNODE_MIN_SIZE;
 379                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
 380                         i += dnp->dn_extra_slots * DNODE_MIN_SIZE;
 381         }
 382 }
 383
 384 void
 385 dnode_setbonuslen(dnode_t *dn, int newsize, dmu_tx_t *tx)
 386 {
 387         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 388
 389         dnode_setdirty(dn, tx);
 390         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 391         ASSERT3U(newsize, <=, DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots) -
 392             (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t));
 393         dn->dn_bonuslen = newsize;
 394         if (newsize == 0)
 395                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_ZERO_BONUSLEN;
 396         else
 397                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 398         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 399 }
 400
 401 void
 402 dnode_setbonus_type(dnode_t *dn, dmu_object_type_t newtype, dmu_tx_t *tx)
 403 {
 404         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 405         dnode_setdirty(dn, tx);
 406         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 407         dn->dn_bonustype = newtype;
 408         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
 409         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 410 }
 411
 412 void
 413 dnode_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 414 {
 415         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 416         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
 417         dnode_setdirty(dn, tx);
 418         dn->dn_rm_spillblk[tx->tx_txg&TXG_MASK] = DN_KILL_SPILLBLK;
 419         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 420 }
 421
 422 static void
 423 dnode_setdblksz(dnode_t *dn, int size)
 424 {
 425         ASSERT0(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE));
 426         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 427         ASSERT3U(size, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 428         ASSERT3U(size >> SPA_MINBLOCKSHIFT, <,
 429             1<<(sizeof (dn->dn_phys->dn_datablkszsec) * 8));
 430         dn->dn_datablksz = size;
 431         dn->dn_datablkszsec = size >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
 432         dn->dn_datablkshift = ISP2(size) ? highbit64(size - 1) : 0;
 433 }
 434
 435 static dnode_t *
 436 dnode_create(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, dmu_buf_impl_t *db,
 437     uint64_t object, dnode_handle_t *dnh)
 438 {
 439         dnode_t *dn;
 440
 441         dn = kmem_cache_alloc(dnode_cache, KM_SLEEP);
 442         ASSERT(!POINTER_IS_VALID(dn->dn_objset));
 443         dn->dn_moved = 0;
 444
 445         /*
 446          * Defer setting dn_objset until the dnode is ready to be a candidate
 447          * for the dnode_move() callback.
 448          */
 449         dn->dn_object = object;
 450         dn->dn_dbuf = db;
 451         dn->dn_handle = dnh;
 452         dn->dn_phys = dnp;
 453
 454         if (dnp->dn_datablkszsec) {
 455                 dnode_setdblksz(dn, dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 456         } else {
 457                 dn->dn_datablksz = 0;
 458                 dn->dn_datablkszsec = 0;
 459                 dn->dn_datablkshift = 0;
 460         }
 461         dn->dn_indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
 462         dn->dn_nlevels = dnp->dn_nlevels;
 463         dn->dn_type = dnp->dn_type;
 464         dn->dn_nblkptr = dnp->dn_nblkptr;
 465         dn->dn_checksum = dnp->dn_checksum;
 466         dn->dn_compress = dnp->dn_compress;
 467         dn->dn_bonustype = dnp->dn_bonustype;
 468         dn->dn_bonuslen = dnp->dn_bonuslen;
 469         dn->dn_num_slots = dnp->dn_extra_slots + 1;
 470         dn->dn_maxblkid = dnp->dn_maxblkid;
 471         dn->dn_have_spill = ((dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) != 0);
 472         dn->dn_id_flags = 0;
 473
 474         dmu_zfetch_init(&dn->dn_zfetch, dn);
 475
 476         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
 477         ASSERT(zrl_is_locked(&dnh->dnh_zrlock));
 478         ASSERT(!DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode));
 479
 480         mutex_enter(&os->os_lock);
 481
 482         /*
 483          * Exclude special dnodes from os_dnodes so an empty os_dnodes
 484          * signifies that the special dnodes have no references from
 485          * their children (the entries in os_dnodes).  This allows
 486          * dnode_destroy() to easily determine if the last child has
 487          * been removed and then complete eviction of the objset.
 488          */
 489         if (!DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(object))
 490                 list_insert_head(&os->os_dnodes, dn);
 491         membar_producer();
 492
 493         /*
 494          * Everything else must be valid before assigning dn_objset
 495          * makes the dnode eligible for dnode_move().
 496          */
 497         dn->dn_objset = os;
 498
 499         dnh->dnh_dnode = dn;
 500         mutex_exit(&os->os_lock);
 501
 502         arc_space_consume(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_DNODE);
 503
 504         return (dn);
 505 }
 506
 507 /*
 508  * Caller must be holding the dnode handle, which is released upon return.
 509  */
 510 static void
 511 dnode_destroy(dnode_t *dn)
 512 {
 513         objset_t *os = dn->dn_objset;
 514         boolean_t complete_os_eviction = B_FALSE;
 515
 516         ASSERT((dn->dn_id_flags & DN_ID_NEW_EXIST) == 0);
 517
 518         mutex_enter(&os->os_lock);
 519         POINTER_INVALIDATE(&dn->dn_objset);
 520         if (!DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
 521                 list_remove(&os->os_dnodes, dn);
 522                 complete_os_eviction =
 523                     list_is_empty(&os->os_dnodes) &&
 524                     list_link_active(&os->os_evicting_node);
 525         }
 526         mutex_exit(&os->os_lock);
 527
 528         /* the dnode can no longer move, so we can release the handle */
 529         if (!zrl_is_locked(&dn->dn_handle->dnh_zrlock))
 530                 zrl_remove(&dn->dn_handle->dnh_zrlock);
 531
 532         dn->dn_allocated_txg = 0;
 533         dn->dn_free_txg = 0;
 534         dn->dn_assigned_txg = 0;
 535         dn->dn_dirty_txg = 0;
 536
 537         dn->dn_dirtyctx = 0;
 538         if (dn->dn_dirtyctx_firstset != NULL) {
 539                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 540                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 541         }
 542         if (dn->dn_bonus != NULL) {
 543                 mutex_enter(&dn->dn_bonus->db_mtx);
 544                 dbuf_destroy(dn->dn_bonus);
 545                 dn->dn_bonus = NULL;
 546         }
 547         dn->dn_zio = NULL;
 548
 549         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 550         dn->dn_oldused = 0;
 551         dn->dn_oldflags = 0;
 552         dn->dn_olduid = 0;
 553         dn->dn_oldgid = 0;
 554         dn->dn_oldprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 555         dn->dn_newuid = 0;
 556         dn->dn_newgid = 0;
 557         dn->dn_newprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 558         dn->dn_id_flags = 0;
 559
 560         dmu_zfetch_fini(&dn->dn_zfetch);
 561         kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
 562         arc_space_return(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_DNODE);
 563
 564         if (complete_os_eviction)
 565                 dmu_objset_evict_done(os);
 566 }
 567
 568 void
 569 dnode_allocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize, int ibs,
 570     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, int dn_slots, dmu_tx_t *tx)
 571 {
 572         int i;
 573
 574         ASSERT3U(dn_slots, >, 0);
 575         ASSERT3U(dn_slots << DNODE_SHIFT, <=,
 576             spa_maxdnodesize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
 577         ASSERT3U(blocksize, <=,
 578             spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
 579         if (blocksize == 0)
 580                 blocksize = 1 << zfs_default_bs;
 581         else
 582                 blocksize = P2ROUNDUP(blocksize, SPA_MINBLOCKSIZE);
 583
 584         if (ibs == 0)
 585                 ibs = zfs_default_ibs;
 586
 587         ibs = MIN(MAX(ibs, DN_MIN_INDBLKSHIFT), DN_MAX_INDBLKSHIFT);
 588
 589         dprintf("os=%p obj=%llu txg=%llu blocksize=%d ibs=%d dn_slots=%d\n",
 590             dn->dn_objset, dn->dn_object, tx->tx_txg, blocksize, ibs, dn_slots);
 591         DNODE_STAT_BUMP(dnode_allocate);
 592
 593         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 594         ASSERT(bcmp(dn->dn_phys, &dnode_phys_zero, sizeof (dnode_phys_t)) == 0);
 595         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type == DMU_OT_NONE);
 596         ASSERT(ot != DMU_OT_NONE);
 597         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(ot));
 598         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 599             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0) ||
 600             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
 601         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
 602         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn_slots));
 603         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 604         ASSERT0(dn->dn_maxblkid);
 605         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
 606         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
 607         ASSERT0(dn->dn_dirty_txg);
 608         ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 609         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), <=, 1);
 610         ASSERT(avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
 611
 612         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 613                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
 614                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
 615                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
 616                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
 617                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
 618                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
 619                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
 620                 ASSERT0(dn->dn_next_maxblkid[i]);
 621                 ASSERT(!multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 622                 ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dirty_records[i]), ==, NULL);
 623                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
 624         }
 625
 626         dn->dn_type = ot;
 627         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 628         dn->dn_indblkshift = ibs;
 629         dn->dn_nlevels = 1;
 630         dn->dn_num_slots = dn_slots;
 631         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
 632                 dn->dn_nblkptr = 1;
 633         else {
 634                 dn->dn_nblkptr = MIN(DN_MAX_NBLKPTR,
 635                     1 + ((DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn_slots) - bonuslen) >>
 636                     SPA_BLKPTRSHIFT));
 637         }
 638
 639         dn->dn_bonustype = bonustype;
 640         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 641         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 642         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 643         dn->dn_dirtyctx = 0;
 644
 645         dn->dn_free_txg = 0;
 646         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
 647                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
 648                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 649         }
 650
 651         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 652         dn->dn_id_flags = 0;
 653
 654         dnode_setdirty(dn, tx);
 655         dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
 656         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 657         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
 658         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_datablksz;
 659 }
 660
 661 void
 662 dnode_reallocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize,
 663     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, int dn_slots, dmu_tx_t *tx)
 664 {
 665         int nblkptr;
 666
 667         ASSERT3U(blocksize, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 668         ASSERT3U(blocksize, <=,
 669             spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
 670         ASSERT0(blocksize % SPA_MINBLOCKSIZE);
 671         ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT || dmu_tx_private_ok(tx));
 672         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
 673         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 674             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0) ||
 675             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0));
 676         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
 677         ASSERT3U(bonuslen, <=,
 678             DN_BONUS_SIZE(spa_maxdnodesize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset))));
 679         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_BONUS_SIZE(dn_slots << DNODE_SHIFT));
 680
 681         dnode_free_interior_slots(dn);
 682         DNODE_STAT_BUMP(dnode_reallocate);
 683
 684         /* clean up any unreferenced dbufs */
 685         dnode_evict_dbufs(dn);
 686
 687         dn->dn_id_flags = 0;
 688
 689         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 690         dnode_setdirty(dn, tx);
 691         if (dn->dn_datablksz != blocksize) {
 692                 /* change blocksize */
 693                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0 &&
 694                     (BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
 695                     dnode_block_freed(dn, 0)));
 696                 dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 697                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = blocksize;
 698         }
 699         if (dn->dn_bonuslen != bonuslen)
 700                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonuslen;
 701
 702         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
 703                 nblkptr = 1;
 704         else
 705                 nblkptr = MIN(DN_MAX_NBLKPTR,
 706                     1 + ((DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn_slots) - bonuslen) >>
 707                     SPA_BLKPTRSHIFT));
 708         if (dn->dn_bonustype != bonustype)
 709                 dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonustype;
 710         if (dn->dn_nblkptr != nblkptr)
 711                 dn->dn_next_nblkptr[tx->tx_txg&TXG_MASK] = nblkptr;
 712         if (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) {
 713                 dbuf_rm_spill(dn, tx);
 714                 dnode_rm_spill(dn, tx);
 715         }
 716         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 717
 718         /* change type */
 719         dn->dn_type = ot;
 720
 721         /* change bonus size and type */
 722         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 723         dn->dn_bonustype = bonustype;
 724         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 725         dn->dn_num_slots = dn_slots;
 726         dn->dn_nblkptr = nblkptr;
 727         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 728         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 729         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 730
 731         /* fix up the bonus db_size */
 732         if (dn->dn_bonus) {
 733                 dn->dn_bonus->db.db_size =
 734                     DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots) -
 735                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 736                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
 737         }
 738
 739         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 740         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 741 }
 742
 743 #ifdef  _KERNEL
 744 static void
 745 dnode_move_impl(dnode_t *odn, dnode_t *ndn)
 746 {
 747         int i;
 748
 749         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_struct_rwlock));
 750         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_mtx));
 751         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_dbufs_mtx));
 752         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_zfetch.zf_rwlock));
 753
 754         /* Copy fields. */
 755         ndn->dn_objset = odn->dn_objset;
 756         ndn->dn_object = odn->dn_object;
 757         ndn->dn_dbuf = odn->dn_dbuf;
 758         ndn->dn_handle = odn->dn_handle;
 759         ndn->dn_phys = odn->dn_phys;
 760         ndn->dn_type = odn->dn_type;
 761         ndn->dn_bonuslen = odn->dn_bonuslen;
 762         ndn->dn_bonustype = odn->dn_bonustype;
 763         ndn->dn_nblkptr = odn->dn_nblkptr;
 764         ndn->dn_checksum = odn->dn_checksum;
 765         ndn->dn_compress = odn->dn_compress;
 766         ndn->dn_nlevels = odn->dn_nlevels;
 767         ndn->dn_indblkshift = odn->dn_indblkshift;
 768         ndn->dn_datablkshift = odn->dn_datablkshift;
 769         ndn->dn_datablkszsec = odn->dn_datablkszsec;
 770         ndn->dn_datablksz = odn->dn_datablksz;
 771         ndn->dn_maxblkid = odn->dn_maxblkid;
 772         ndn->dn_num_slots = odn->dn_num_slots;
 773         bcopy(&odn->dn_next_nblkptr[0], &ndn->dn_next_nblkptr[0],
 774             sizeof (odn->dn_next_nblkptr));
 775         bcopy(&odn->dn_next_nlevels[0], &ndn->dn_next_nlevels[0],
 776             sizeof (odn->dn_next_nlevels));
 777         bcopy(&odn->dn_next_indblkshift[0], &ndn->dn_next_indblkshift[0],
 778             sizeof (odn->dn_next_indblkshift));
 779         bcopy(&odn->dn_next_bonustype[0], &ndn->dn_next_bonustype[0],
 780             sizeof (odn->dn_next_bonustype));
 781         bcopy(&odn->dn_rm_spillblk[0], &ndn->dn_rm_spillblk[0],
 782             sizeof (odn->dn_rm_spillblk));
 783         bcopy(&odn->dn_next_bonuslen[0], &ndn->dn_next_bonuslen[0],
 784             sizeof (odn->dn_next_bonuslen));
 785         bcopy(&odn->dn_next_blksz[0], &ndn->dn_next_blksz[0],
 786             sizeof (odn->dn_next_blksz));
 787         bcopy(&odn->dn_next_maxblkid[0], &ndn->dn_next_maxblkid[0],
 788             sizeof (odn->dn_next_maxblkid));
 789         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 790                 list_move_tail(&ndn->dn_dirty_records[i],
 791                     &odn->dn_dirty_records[i]);
 792         }
 793         bcopy(&odn->dn_free_ranges[0], &ndn->dn_free_ranges[0],
 794             sizeof (odn->dn_free_ranges));
 795         ndn->dn_allocated_txg = odn->dn_allocated_txg;
 796         ndn->dn_free_txg = odn->dn_free_txg;
 797         ndn->dn_assigned_txg = odn->dn_assigned_txg;
 798         ndn->dn_dirty_txg = odn->dn_dirty_txg;
 799         ndn->dn_dirtyctx = odn->dn_dirtyctx;
 800         ndn->dn_dirtyctx_firstset = odn->dn_dirtyctx_firstset;
 801         ASSERT(refcount_count(&odn->dn_tx_holds) == 0);
 802         refcount_transfer(&ndn->dn_holds, &odn->dn_holds);
 803         ASSERT(avl_is_empty(&ndn->dn_dbufs));
 804         avl_swap(&ndn->dn_dbufs, &odn->dn_dbufs);
 805         ndn->dn_dbufs_count = odn->dn_dbufs_count;
 806         ndn->dn_bonus = odn->dn_bonus;
 807         ndn->dn_have_spill = odn->dn_have_spill;
 808         ndn->dn_zio = odn->dn_zio;
 809         ndn->dn_oldused = odn->dn_oldused;
 810         ndn->dn_oldflags = odn->dn_oldflags;
 811         ndn->dn_olduid = odn->dn_olduid;
 812         ndn->dn_oldgid = odn->dn_oldgid;
 813         ndn->dn_oldprojid = odn->dn_oldprojid;
 814         ndn->dn_newuid = odn->dn_newuid;
 815         ndn->dn_newgid = odn->dn_newgid;
 816         ndn->dn_newprojid = odn->dn_newprojid;
 817         ndn->dn_id_flags = odn->dn_id_flags;
 818         dmu_zfetch_init(&ndn->dn_zfetch, NULL);
 819         list_move_tail(&ndn->dn_zfetch.zf_stream, &odn->dn_zfetch.zf_stream);
 820         ndn->dn_zfetch.zf_dnode = odn->dn_zfetch.zf_dnode;
 821
 822         /*
 823          * Update back pointers. Updating the handle fixes the back pointer of
 824          * every descendant dbuf as well as the bonus dbuf.
 825          */
 826         ASSERT(ndn->dn_handle->dnh_dnode == odn);
 827         ndn->dn_handle->dnh_dnode = ndn;
 828         if (ndn->dn_zfetch.zf_dnode == odn) {
 829                 ndn->dn_zfetch.zf_dnode = ndn;
 830         }
 831
 832         /*
 833          * Invalidate the original dnode by clearing all of its back pointers.
 834          */
 835         odn->dn_dbuf = NULL;
 836         odn->dn_handle = NULL;
 837         avl_create(&odn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
 838             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
 839         odn->dn_dbufs_count = 0;
 840         odn->dn_bonus = NULL;
 841         odn->dn_zfetch.zf_dnode = NULL;
 842
 843         /*
 844          * Set the low bit of the objset pointer to ensure that dnode_move()
 845          * recognizes the dnode as invalid in any subsequent callback.
 846          */
 847         POINTER_INVALIDATE(&odn->dn_objset);
 848
 849         /*
 850          * Satisfy the destructor.
 851          */
 852         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 853                 list_create(&odn->dn_dirty_records[i],
 854                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
 855                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
 856                 odn->dn_free_ranges[i] = NULL;
 857                 odn->dn_next_nlevels[i] = 0;
 858                 odn->dn_next_indblkshift[i] = 0;
 859                 odn->dn_next_bonustype[i] = 0;
 860                 odn->dn_rm_spillblk[i] = 0;
 861                 odn->dn_next_bonuslen[i] = 0;
 862                 odn->dn_next_blksz[i] = 0;
 863         }
 864         odn->dn_allocated_txg = 0;
 865         odn->dn_free_txg = 0;
 866         odn->dn_assigned_txg = 0;
 867         odn->dn_dirty_txg = 0;
 868         odn->dn_dirtyctx = 0;
 869         odn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 870         odn->dn_have_spill = B_FALSE;
 871         odn->dn_zio = NULL;
 872         odn->dn_oldused = 0;
 873         odn->dn_oldflags = 0;
 874         odn->dn_olduid = 0;
 875         odn->dn_oldgid = 0;
 876         odn->dn_oldprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 877         odn->dn_newuid = 0;
 878         odn->dn_newgid = 0;
 879         odn->dn_newprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 880         odn->dn_id_flags = 0;
 881
 882         /*
 883          * Mark the dnode.
 884          */
 885         ndn->dn_moved = 1;
 886         odn->dn_moved = (uint8_t)-1;
 887 }
 888
 889 /*ARGSUSED*/
 890 static kmem_cbrc_t
 891 dnode_move(void *buf, void *newbuf, size_t size, void *arg)
 892 {
 893         dnode_t *odn = buf, *ndn = newbuf;
 894         objset_t *os;
 895         int64_t refcount;
 896         uint32_t dbufs;
 897
 898         /*
 899          * The dnode is on the objset's list of known dnodes if the objset
 900          * pointer is valid. We set the low bit of the objset pointer when
 901          * freeing the dnode to invalidate it, and the memory patterns written
 902          * by kmem (baddcafe and deadbeef) set at least one of the two low bits.
 903          * A newly created dnode sets the objset pointer last of all to indicate
 904          * that the dnode is known and in a valid state to be moved by this
 905          * function.
 906          */
 907         os = odn->dn_objset;
 908         if (!POINTER_IS_VALID(os)) {
 909                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_invalid);
 910                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
 911         }
 912
 913         /*
 914          * Ensure that the objset does not go away during the move.
 915          */
 916         rw_enter(&os_lock, RW_WRITER);
 917         if (os != odn->dn_objset) {
 918                 rw_exit(&os_lock);
 919                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_recheck1);
 920                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
 921         }
 922
 923         /*
 924          * If the dnode is still valid, then so is the objset. We know that no
 925          * valid objset can be freed while we hold os_lock, so we can safely
 926          * ensure that the objset remains in use.
 927          */
 928         mutex_enter(&os->os_lock);
 929
 930         /*
 931          * Recheck the objset pointer in case the dnode was removed just before
 932          * acquiring the lock.
 933          */
 934         if (os != odn->dn_objset) {
 935                 mutex_exit(&os->os_lock);
 936                 rw_exit(&os_lock);
 937                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_recheck2);
 938                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
 939         }
 940
 941         /*
 942          * At this point we know that as long as we hold os->os_lock, the dnode
 943          * cannot be freed and fields within the dnode can be safely accessed.
 944          * The objset listing this dnode cannot go away as long as this dnode is
 945          * on its list.
 946          */
 947         rw_exit(&os_lock);
 948         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(odn->dn_object)) {
 949                 mutex_exit(&os->os_lock);
 950                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_special);
 951                 return (KMEM_CBRC_NO);
 952         }
 953         ASSERT(odn->dn_dbuf != NULL); /* only "special" dnodes have no parent */
 954
 955         /*
 956          * Lock the dnode handle to prevent the dnode from obtaining any new
 957          * holds. This also prevents the descendant dbufs and the bonus dbuf
 958          * from accessing the dnode, so that we can discount their holds. The
 959          * handle is safe to access because we know that while the dnode cannot
 960          * go away, neither can its handle. Once we hold dnh_zrlock, we can
 961          * safely move any dnode referenced only by dbufs.
 962          */
 963         if (!zrl_tryenter(&odn->dn_handle->dnh_zrlock)) {
 964                 mutex_exit(&os->os_lock);
 965                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_handle);
 966                 return (KMEM_CBRC_LATER);
 967         }
 968
 969         /*
 970          * Ensure a consistent view of the dnode's holds and the dnode's dbufs.
 971          * We need to guarantee that there is a hold for every dbuf in order to
 972          * determine whether the dnode is actively referenced. Falsely matching
 973          * a dbuf to an active hold would lead to an unsafe move. It's possible
 974          * that a thread already having an active dnode hold is about to add a
 975          * dbuf, and we can't compare hold and dbuf counts while the add is in
 976          * progress.
 977          */
 978         if (!rw_tryenter(&odn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER)) {
 979                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
 980                 mutex_exit(&os->os_lock);
 981                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_rwlock);
 982                 return (KMEM_CBRC_LATER);
 983         }
 984
 985         /*
 986          * A dbuf may be removed (evicted) without an active dnode hold. In that
 987          * case, the dbuf count is decremented under the handle lock before the
 988          * dbuf's hold is released. This order ensures that if we count the hold
 989          * after the dbuf is removed but before its hold is released, we will
 990          * treat the unmatched hold as active and exit safely. If we count the
 991          * hold before the dbuf is removed, the hold is discounted, and the
 992          * removal is blocked until the move completes.
 993          */
 994         refcount = refcount_count(&odn->dn_holds);
 995         ASSERT(refcount >= 0);
 996         dbufs = odn->dn_dbufs_count;
 997
 998         /* We can't have more dbufs than dnode holds. */
 999         ASSERT3U(dbufs, <=, refcount);
1000         DTRACE_PROBE3(dnode__move, dnode_t *, odn, int64_t, refcount,
1001             uint32_t, dbufs);
1002
1003         if (refcount > dbufs) {
1004                 rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
1005                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
1006                 mutex_exit(&os->os_lock);
1007                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_active);
1008                 return (KMEM_CBRC_LATER);
1009         }
1010
1011         rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
1012
1013         /*
1014          * At this point we know that anyone with a hold on the dnode is not
1015          * actively referencing it. The dnode is known and in a valid state to
1016          * move. We're holding the locks needed to execute the critical section.
1017          */
1018         dnode_move_impl(odn, ndn);
1019
1020         list_link_replace(&odn->dn_link, &ndn->dn_link);
1021         /* If the dnode was safe to move, the refcount cannot have changed. */
1022         ASSERT(refcount == refcount_count(&ndn->dn_holds));
1023         ASSERT(dbufs == ndn->dn_dbufs_count);
1024         zrl_exit(&ndn->dn_handle->dnh_zrlock); /* handle has moved */
1025         mutex_exit(&os->os_lock);
1026
1027         return (KMEM_CBRC_YES);
1028 }
1029 #endif  /* _KERNEL */
1030
1031 static void
1032 dnode_slots_hold(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1033 {
1034         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1035
1036         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1037                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1038                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1039         }
1040 }
1041
1042 static void
1043 dnode_slots_rele(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1044 {
1045         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1046
1047         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1048                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1049
1050                 if (zrl_is_locked(&dnh->dnh_zrlock))
1051                         zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1052                 else
1053                         zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1054         }
1055 }
1056
1057 static int
1058 dnode_slots_tryenter(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1059 {
1060         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1061
1062         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1063                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1064
1065                 if (!zrl_tryenter(&dnh->dnh_zrlock)) {
1066                         for (int j = idx; j < i; j++) {
1067                                 dnh = &children->dnc_children[j];
1068                                 zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1069                         }
1070
1071                         return (0);
1072                 }
1073         }
1074
1075         return (1);
1076 }
1077
1078 static void
1079 dnode_set_slots(dnode_children_t *children, int idx, int slots, void *ptr)
1080 {
1081         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1082
1083         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1084                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1085                 dnh->dnh_dnode = ptr;
1086         }
1087 }
1088
1089 static boolean_t
1090 dnode_check_slots_free(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1091 {
1092         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1093
1094         /*
1095          * If all dnode slots are either already free or
1096          * evictable return B_TRUE.
1097          */
1098         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1099                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1100                 dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
1101
1102                 if (dn == DN_SLOT_FREE) {
1103                         continue;
1104                 } else if (DN_SLOT_IS_PTR(dn)) {
1105                         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1106                         boolean_t can_free = (dn->dn_type == DMU_OT_NONE &&
1107                             !DNODE_IS_DIRTY(dn));
1108                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1109
1110                         if (!can_free)
1111                                 return (B_FALSE);
1112                         else
1113                                 continue;
1114                 } else {
1115                         return (B_FALSE);
1116                 }
1117         }
1118
1119         return (B_TRUE);
1120 }
1121
1122 static void
1123 dnode_reclaim_slots(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1124 {
1125         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1126
1127         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1128                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1129
1130                 ASSERT(zrl_is_locked(&dnh->dnh_zrlock));
1131
1132                 if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1133                         ASSERT3S(dnh->dnh_dnode->dn_type, ==, DMU_OT_NONE);
1134                         dnode_destroy(dnh->dnh_dnode);
1135                         dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_FREE;
1136                 }
1137         }
1138 }
1139
1140 void
1141 dnode_free_interior_slots(dnode_t *dn)
1142 {
1143         dnode_children_t *children = dmu_buf_get_user(&dn->dn_dbuf->db);
1144         int epb = dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1145         int idx = (dn->dn_object & (epb - 1)) + 1;
1146         int slots = dn->dn_num_slots - 1;
1147
1148         if (slots == 0)
1149                 return;
1150
1151         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1152
1153         while (!dnode_slots_tryenter(children, idx, slots))
1154                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_free_interior_lock_retry);
1155
1156         dnode_set_slots(children, idx, slots, DN_SLOT_FREE);
1157         dnode_slots_rele(children, idx, slots);
1158 }
1159
1160 void
1161 dnode_special_close(dnode_handle_t *dnh)
1162 {
1163         dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
1164
1165         /*
1166          * Wait for final references to the dnode to clear.  This can
1167          * only happen if the arc is asynchronously evicting state that
1168          * has a hold on this dnode while we are trying to evict this
1169          * dnode.
1170          */
1171         while (refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
1172                 delay(1);
1173         ASSERT(dn->dn_dbuf == NULL ||
1174             dmu_buf_get_user(&dn->dn_dbuf->db) == NULL);
1175         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1176         dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
1177         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1178         dnh->dnh_dnode = NULL;
1179 }
1180
1181 void
1182 dnode_special_open(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object,
1183     dnode_handle_t *dnh)
1184 {
1185         dnode_t *dn;
1186
1187         zrl_init(&dnh->dnh_zrlock);
1188         zrl_tryenter(&dnh->dnh_zrlock);
1189
1190         dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object, dnh);
1191         DNODE_VERIFY(dn);
1192
1193         zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1194 }
1195
1196 static void
1197 dnode_buf_evict_async(void *dbu)
1198 {
1199         dnode_children_t *dnc = dbu;
1200
1201         DNODE_STAT_BUMP(dnode_buf_evict);
1202
1203         for (int i = 0; i < dnc->dnc_count; i++) {
1204                 dnode_handle_t *dnh = &dnc->dnc_children[i];
1205                 dnode_t *dn;
1206
1207                 /*
1208                  * The dnode handle lock guards against the dnode moving to
1209                  * another valid address, so there is no need here to guard
1210                  * against changes to or from NULL.
1211                  */
1212                 if (!DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1213                         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1214                         dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_UNINIT;
1215                         continue;
1216                 }
1217
1218                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1219                 dn = dnh->dnh_dnode;
1220                 /*
1221                  * If there are holds on this dnode, then there should
1222                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
1223                  * it wouldn't be eligible for eviction and this function
1224                  * would not have been called.
1225                  */
1226                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
1227                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
1228
1229                 dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() for first slot */
1230                 zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1231                 dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_UNINIT;
1232         }
1233         kmem_free(dnc, sizeof (dnode_children_t) +
1234             dnc->dnc_count * sizeof (dnode_handle_t));
1235 }
1236
1237 /*
1238  * When the DNODE_MUST_BE_FREE flag is set, the "slots" parameter is used
1239  * to ensure the hole at the specified object offset is large enough to
1240  * hold the dnode being created. The slots parameter is also used to ensure
1241  * a dnode does not span multiple dnode blocks. In both of these cases, if
1242  * a failure occurs, ENOSPC is returned. Keep in mind, these failure cases
1243  * are only possible when using DNODE_MUST_BE_FREE.
1244  *
1245  * If the DNODE_MUST_BE_ALLOCATED flag is set, "slots" must be 0.
1246  * dnode_hold_impl() will check if the requested dnode is already consumed
1247  * as an extra dnode slot by an large dnode, in which case it returns
1248  * ENOENT.
1249  *
1250  * errors:
1251  * EINVAL - Invalid object number or flags.
1252  * ENOSPC - Hole too small to fulfill "slots" request (DNODE_MUST_BE_FREE)
1253  * EEXIST - Refers to an allocated dnode (DNODE_MUST_BE_FREE)
1254  *        - Refers to an interior dnode slot (DNODE_MUST_BE_ALLOCATED)
1255  * ENOENT - The requested dnode is not allocated (DNODE_MUST_BE_ALLOCATED)
1256  * EIO    - I/O error when reading the meta dnode dbuf.
1257  *
1258  * succeeds even for free dnodes.
1259  */
1260 int
1261 dnode_hold_impl(objset_t *os, uint64_t object, int flag, int slots,
1262     void *tag, dnode_t **dnp)
1263 {
1264         int epb, idx, err;
1265         int drop_struct_lock = FALSE;
1266         int type;
1267         uint64_t blk;
1268         dnode_t *mdn, *dn;
1269         dmu_buf_impl_t *db;
1270         dnode_children_t *dnc;
1271         dnode_phys_t *dn_block;
1272         dnode_handle_t *dnh;
1273
1274         ASSERT(!(flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) || (slots == 0));
1275         ASSERT(!(flag & DNODE_MUST_BE_FREE) || (slots > 0));
1276
1277         /*
1278          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
1279          * be asking the DMU to do *anything* unless it's the root pool
1280          * which may require us to read from the root filesystem while
1281          * holding some (not all) of the locks as writer.
1282          */
1283         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0 ||
1284             (spa_is_root(os->os_spa) &&
1285             spa_config_held(os->os_spa, SCL_STATE, RW_WRITER)));
1286
1287         if (object == DMU_USERUSED_OBJECT || object == DMU_GROUPUSED_OBJECT ||
1288             object == DMU_PROJECTUSED_OBJECT) {
1289                 if (object == DMU_USERUSED_OBJECT)
1290                         dn = DMU_USERUSED_DNODE(os);
1291                 else if (object == DMU_GROUPUSED_OBJECT)
1292                         dn = DMU_GROUPUSED_DNODE(os);
1293                 else
1294                         dn = DMU_PROJECTUSED_DNODE(os);
1295                 if (dn == NULL)
1296                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1297                 type = dn->dn_type;
1298                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE)
1299                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1300                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)
1301                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1302                 DNODE_VERIFY(dn);
1303                 (void) refcount_add(&dn->dn_holds, tag);
1304                 *dnp = dn;
1305                 return (0);
1306         }
1307
1308         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
1309                 return (SET_ERROR(EINVAL));
1310
1311         mdn = DMU_META_DNODE(os);
1312         ASSERT(mdn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1313
1314         DNODE_VERIFY(mdn);
1315
1316         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
1317                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1318                 drop_struct_lock = TRUE;
1319         }
1320
1321         blk = dbuf_whichblock(mdn, 0, object * sizeof (dnode_phys_t));
1322
1323         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
1324         if (drop_struct_lock)
1325                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
1326         if (db == NULL) {
1327                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_dbuf_hold);
1328                 return (SET_ERROR(EIO));
1329         }
1330
1331         /*
1332          * We do not need to decrypt to read the dnode so it doesn't matter
1333          * if we get the encrypted or decrypted version.
1334          */
1335         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL | DB_RF_NO_DECRYPT);
1336         if (err) {
1337                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_dbuf_read);
1338                 dbuf_rele(db, FTAG);
1339                 return (err);
1340         }
1341
1342         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
1343         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1344
1345         idx = object & (epb - 1);
1346         dn_block = (dnode_phys_t *)db->db.db_data;
1347
1348         ASSERT(DB_DNODE(db)->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1349         dnc = dmu_buf_get_user(&db->db);
1350         dnh = NULL;
1351         if (dnc == NULL) {
1352                 dnode_children_t *winner;
1353                 int skip = 0;
1354
1355                 dnc = kmem_zalloc(sizeof (dnode_children_t) +
1356                     epb * sizeof (dnode_handle_t), KM_SLEEP);
1357                 dnc->dnc_count = epb;
1358                 dnh = &dnc->dnc_children[0];
1359
1360                 /* Initialize dnode slot status from dnode_phys_t */
1361                 for (int i = 0; i < epb; i++) {
1362                         zrl_init(&dnh[i].dnh_zrlock);
1363
1364                         if (skip) {
1365                                 skip--;
1366                                 continue;
1367                         }
1368
1369                         if (dn_block[i].dn_type != DMU_OT_NONE) {
1370                                 int interior = dn_block[i].dn_extra_slots;
1371
1372                                 dnode_set_slots(dnc, i, 1, DN_SLOT_ALLOCATED);
1373                                 dnode_set_slots(dnc, i + 1, interior,
1374                                     DN_SLOT_INTERIOR);
1375                                 skip = interior;
1376                         } else {
1377                                 dnh[i].dnh_dnode = DN_SLOT_FREE;
1378                                 skip = 0;
1379                         }
1380                 }
1381
1382                 dmu_buf_init_user(&dnc->dnc_dbu, NULL,
1383                     dnode_buf_evict_async, NULL);
1384                 winner = dmu_buf_set_user(&db->db, &dnc->dnc_dbu);
1385                 if (winner != NULL) {
1386
1387                         for (int i = 0; i < epb; i++)
1388                                 zrl_destroy(&dnh[i].dnh_zrlock);
1389
1390                         kmem_free(dnc, sizeof (dnode_children_t) +
1391                             epb * sizeof (dnode_handle_t));
1392                         dnc = winner;
1393                 }
1394         }
1395
1396         ASSERT(dnc->dnc_count == epb);
1397         dn = DN_SLOT_UNINIT;
1398
1399         if (flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) {
1400                 slots = 1;
1401
1402                 while (dn == DN_SLOT_UNINIT) {
1403                         dnode_slots_hold(dnc, idx, slots);
1404                         dnh = &dnc->dnc_children[idx];
1405
1406                         if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1407                                 dn = dnh->dnh_dnode;
1408                                 break;
1409                         } else if (dnh->dnh_dnode == DN_SLOT_INTERIOR) {
1410                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_interior);
1411                                 dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1412                                 dbuf_rele(db, FTAG);
1413                                 return (SET_ERROR(EEXIST));
1414                         } else if (dnh->dnh_dnode != DN_SLOT_ALLOCATED) {
1415                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_misses);
1416                                 dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1417                                 dbuf_rele(db, FTAG);
1418                                 return (SET_ERROR(ENOENT));
1419                         }
1420
1421                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1422                         if (!dnode_slots_tryenter(dnc, idx, slots)) {
1423                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_lock_retry);
1424                                 continue;
1425                         }
1426
1427                         /*
1428                          * Someone else won the race and called dnode_create()
1429                          * after we checked DN_SLOT_IS_PTR() above but before
1430                          * we acquired the lock.
1431                          */
1432                         if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1433                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_lock_misses);
1434                                 dn = dnh->dnh_dnode;
1435                         } else {
1436                                 dn = dnode_create(os, dn_block + idx, db,
1437                                     object, dnh);
1438                         }
1439                 }
1440
1441                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1442                 if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE) {
1443                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_type_none);
1444                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1445                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1446                         dbuf_rele(db, FTAG);
1447                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1448                 }
1449
1450                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_hits);
1451         } else if (flag & DNODE_MUST_BE_FREE) {
1452
1453                 if (idx + slots - 1 >= DNODES_PER_BLOCK) {
1454                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_overflow);
1455                         dbuf_rele(db, FTAG);
1456                         return (SET_ERROR(ENOSPC));
1457                 }
1458
1459                 while (dn == DN_SLOT_UNINIT) {
1460                         dnode_slots_hold(dnc, idx, slots);
1461
1462                         if (!dnode_check_slots_free(dnc, idx, slots)) {
1463                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_misses);
1464                                 dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1465                                 dbuf_rele(db, FTAG);
1466                                 return (SET_ERROR(ENOSPC));
1467                         }
1468
1469                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1470                         if (!dnode_slots_tryenter(dnc, idx, slots)) {
1471                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_lock_retry);
1472                                 continue;
1473                         }
1474
1475                         if (!dnode_check_slots_free(dnc, idx, slots)) {
1476                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_lock_misses);
1477                                 dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1478                                 dbuf_rele(db, FTAG);
1479                                 return (SET_ERROR(ENOSPC));
1480                         }
1481
1482                         /*
1483                          * Allocated but otherwise free dnodes which would
1484                          * be in the interior of a multi-slot dnodes need
1485                          * to be freed.  Single slot dnodes can be safely
1486                          * re-purposed as a performance optimization.
1487                          */
1488                         if (slots > 1)
1489                                 dnode_reclaim_slots(dnc, idx + 1, slots - 1);
1490
1491                         dnh = &dnc->dnc_children[idx];
1492                         if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1493                                 dn = dnh->dnh_dnode;
1494                         } else {
1495                                 dn = dnode_create(os, dn_block + idx, db,
1496                                     object, dnh);
1497                         }
1498                 }
1499
1500                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1501                 if (!refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
1502                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_refcount);
1503                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1504                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1505                         dbuf_rele(db, FTAG);
1506                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1507                 }
1508
1509                 dnode_set_slots(dnc, idx + 1, slots - 1, DN_SLOT_INTERIOR);
1510                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_hits);
1511         } else {
1512                 dbuf_rele(db, FTAG);
1513                 return (SET_ERROR(EINVAL));
1514         }
1515
1516         if (dn->dn_free_txg) {
1517                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_txg);
1518                 type = dn->dn_type;
1519                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1520                 dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1521                 dbuf_rele(db, FTAG);
1522                 return (SET_ERROR(type == DMU_OT_NONE ? ENOENT : EEXIST));
1523         }
1524
1525         if (refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
1526                 dbuf_add_ref(db, dnh);
1527
1528         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1529
1530         /* Now we can rely on the hold to prevent the dnode from moving. */
1531         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1532
1533         DNODE_VERIFY(dn);
1534         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
1535         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
1536         dbuf_rele(db, FTAG);
1537
1538         *dnp = dn;
1539         return (0);
1540 }
1541
1542 /*
1543  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
1544  */
1545 int
1546 dnode_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dnode_t **dnp)
1547 {
1548         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, 0, tag,
1549             dnp));
1550 }
1551
1552 /*
1553  * Can only add a reference if there is already at least one
1554  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
1555  * new reference.
1556  */
1557 boolean_t
1558 dnode_add_ref(dnode_t *dn, void *tag)
1559 {
1560         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1561         if (refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
1562                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1563                 return (FALSE);
1564         }
1565         VERIFY(1 < refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
1566         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1567         return (TRUE);
1568 }
1569
1570 void
1571 dnode_rele(dnode_t *dn, void *tag)
1572 {
1573         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1574         dnode_rele_and_unlock(dn, tag, B_FALSE);
1575 }
1576
1577 void
1578 dnode_rele_and_unlock(dnode_t *dn, void *tag, boolean_t evicting)
1579 {
1580         uint64_t refs;
1581         /* Get while the hold prevents the dnode from moving. */
1582         dmu_buf_impl_t *db = dn->dn_dbuf;
1583         dnode_handle_t *dnh = dn->dn_handle;
1584
1585         refs = refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
1586         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1587
1588         /*
1589          * It's unsafe to release the last hold on a dnode by dnode_rele() or
1590          * indirectly by dbuf_rele() while relying on the dnode handle to
1591          * prevent the dnode from moving, since releasing the last hold could
1592          * result in the dnode's parent dbuf evicting its dnode handles. For
1593          * that reason anyone calling dnode_rele() or dbuf_rele() without some
1594          * other direct or indirect hold on the dnode must first drop the dnode
1595          * handle.
1596          */
1597         ASSERT(refs > 0 || dnh->dnh_zrlock.zr_owner != curthread);
1598
1599         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
1600         if (refs == 0 && db != NULL) {
1601                 /*
1602                  * Another thread could add a hold to the dnode handle in
1603                  * dnode_hold_impl() while holding the parent dbuf. Since the
1604                  * hold on the parent dbuf prevents the handle from being
1605                  * destroyed, the hold on the handle is OK. We can't yet assert
1606                  * that the handle has zero references, but that will be
1607                  * asserted anyway when the handle gets destroyed.
1608                  */
1609                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1610                 dbuf_rele_and_unlock(db, dnh, evicting);
1611         }
1612 }
1613
1614 void
1615 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1616 {
1617         objset_t *os = dn->dn_objset;
1618         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1619
1620         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
1621                 dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1622                 return;
1623         }
1624
1625         DNODE_VERIFY(dn);
1626
1627 #ifdef ZFS_DEBUG
1628         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1629         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
1630         ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg);
1631         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1632 #endif
1633
1634         /*
1635          * Determine old uid/gid when necessary
1636          */
1637         dmu_objset_userquota_get_ids(dn, B_TRUE, tx);
1638
1639         multilist_t *dirtylist = os->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK];
1640         multilist_sublist_t *mls = multilist_sublist_lock_obj(dirtylist, dn);
1641
1642         /*
1643          * If we are already marked dirty, we're done.
1644          */
1645         if (multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
1646                 multilist_sublist_unlock(mls);
1647                 return;
1648         }
1649
1650         ASSERT(!refcount_is_zero(&dn->dn_holds) ||
1651             !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
1652         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
1653         ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[txg&TXG_MASK]);
1654         ASSERT0(dn->dn_next_blksz[txg&TXG_MASK]);
1655         ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[txg&TXG_MASK]);
1656
1657         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
1658             dn->dn_object, txg);
1659
1660         multilist_sublist_insert_head(mls, dn);
1661
1662         multilist_sublist_unlock(mls);
1663
1664         /*
1665          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
1666          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
1667          * dbuf maintains a hold on the dnode.  When the last child
1668          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
1669          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
1670          * dnode will hang around after we finish processing its
1671          * children.
1672          */
1673         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
1674
1675         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
1676
1677         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1678 }
1679
1680 void
1681 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1682 {
1683         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1684         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
1685                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1686                 return;
1687         }
1688         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
1689         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1690
1691         dnode_setdirty(dn, tx);
1692 }
1693
1694 /*
1695  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
1696  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
1697  */
1698 int
1699 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
1700 {
1701         dmu_buf_impl_t *db;
1702         int err;
1703
1704         ASSERT3U(size, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
1705         if (size == 0)
1706                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
1707         else
1708                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
1709
1710         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
1711                 ibs = 0;
1712
1713         if (size >> SPA_MINBLOCKSHIFT == dn->dn_datablkszsec && ibs == 0)
1714                 return (0);
1715
1716         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1717
1718         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
1719         if (dn->dn_maxblkid != 0)
1720                 goto fail;
1721
1722         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1723         for (db = avl_first(&dn->dn_dbufs); db != NULL;
1724             db = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db)) {
1725                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1726                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1727                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1728                         goto fail;
1729                 }
1730         }
1731         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1732
1733         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
1734                 goto fail;
1735
1736         /* resize the old block */
1737         err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FALSE, FTAG, &db);
1738         if (err == 0)
1739                 dbuf_new_size(db, size, tx);
1740         else if (err != ENOENT)
1741                 goto fail;
1742
1743         dnode_setdblksz(dn, size);
1744         dnode_setdirty(dn, tx);
1745         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = size;
1746         if (ibs) {
1747                 dn->dn_indblkshift = ibs;
1748                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg&TXG_MASK] = ibs;
1749         }
1750         /* rele after we have fixed the blocksize in the dnode */
1751         if (db)
1752                 dbuf_rele(db, FTAG);
1753
1754         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1755         return (0);
1756
1757 fail:
1758         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1759         return (SET_ERROR(ENOTSUP));
1760 }
1761
1762 static void
1763 dnode_set_nlevels_impl(dnode_t *dn, int new_nlevels, dmu_tx_t *tx)
1764 {
1765         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1766         int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
1767         dmu_buf_impl_t *db;
1768         list_t *list;
1769         dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
1770
1771         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1772
1773         dn->dn_nlevels = new_nlevels;
1774
1775         ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
1776         dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
1777
1778         /* dirty the left indirects */
1779         db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
1780         ASSERT(db != NULL);
1781         new = dbuf_dirty(db, tx);
1782         dbuf_rele(db, FTAG);
1783
1784         /* transfer the dirty records to the new indirect */
1785         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1786         mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
1787         list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
1788         for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
1789                 dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1790                 if (dr->dr_dbuf->db_level != new_nlevels-1 &&
1791                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1792                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1793                         ASSERT(dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels-1);
1794                         list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1795                         list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
1796                         dr->dr_parent = new;
1797                 }
1798         }
1799         mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
1800         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1801 }
1802
1803 int
1804 dnode_set_nlevels(dnode_t *dn, int nlevels, dmu_tx_t *tx)
1805 {
1806         int ret = 0;
1807
1808         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1809
1810         if (dn->dn_nlevels == nlevels) {
1811                 ret = 0;
1812                 goto out;
1813         } else if (nlevels < dn->dn_nlevels) {
1814                 ret = SET_ERROR(EINVAL);
1815                 goto out;
1816         }
1817
1818         dnode_set_nlevels_impl(dn, nlevels, tx);
1819
1820 out:
1821         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1822         return (ret);
1823 }
1824
1825 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
1826 void
1827 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read)
1828 {
1829         int epbs, new_nlevels;
1830         uint64_t sz;
1831
1832         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1833
1834         ASSERT(have_read ?
1835             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
1836             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1837
1838         /*
1839          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
1840          * before upgrading to a write-lock.
1841          */
1842         if (have_read) {
1843                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
1844                         return;
1845
1846                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1847                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1848                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1849                 }
1850         }
1851
1852         if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
1853                 goto out;
1854
1855         dn->dn_maxblkid = blkid;
1856         dn->dn_next_maxblkid[tx->tx_txg & TXG_MASK] = blkid;
1857
1858         /*
1859          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
1860          */
1861         new_nlevels = 1;
1862         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1863         for (sz = dn->dn_nblkptr;
1864             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
1865                 new_nlevels++;
1866
1867         ASSERT3U(new_nlevels, <=, DN_MAX_LEVELS);
1868
1869         if (new_nlevels > dn->dn_nlevels)
1870                 dnode_set_nlevels_impl(dn, new_nlevels, tx);
1871
1872 out:
1873         if (have_read)
1874                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
1875 }
1876
1877 static void
1878 dnode_dirty_l1(dnode_t *dn, uint64_t l1blkid, dmu_tx_t *tx)
1879 {
1880         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dn, 1, l1blkid, FTAG);
1881         if (db != NULL) {
1882                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1883                 dbuf_rele(db, FTAG);
1884         }
1885 }
1886
1887 void
1888 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
1889 {
1890         dmu_buf_impl_t *db;
1891         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
1892         int blksz, blkshift, head, tail;
1893         int trunc = FALSE;
1894         int epbs;
1895
1896         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1897         blksz = dn->dn_datablksz;
1898         blkshift = dn->dn_datablkshift;
1899         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1900
1901         if (len == DMU_OBJECT_END) {
1902                 len = UINT64_MAX - off;
1903                 trunc = TRUE;
1904         }
1905
1906         /*
1907          * First, block align the region to free:
1908          */
1909         if (ISP2(blksz)) {
1910                 head = P2NPHASE(off, blksz);
1911                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
1912                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1913                         goto out;
1914         } else {
1915                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
1916                 if (off == 0 && len >= blksz) {
1917                         /*
1918                          * Freeing the whole block; fast-track this request.
1919                          * Note that we won't dirty any indirect blocks,
1920                          * which is fine because we will be freeing the entire
1921                          * file and thus all indirect blocks will be freed
1922                          * by free_children().
1923                          */
1924                         blkid = 0;
1925                         nblks = 1;
1926                         goto done;
1927                 } else if (off >= blksz) {
1928                         /* Freeing past end-of-data */
1929                         goto out;
1930                 } else {
1931                         /* Freeing part of the block. */
1932                         head = blksz - off;
1933                         ASSERT3U(head, >, 0);
1934                 }
1935                 blkoff = off;
1936         }
1937         /* zero out any partial block data at the start of the range */
1938         if (head) {
1939                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
1940                 if (len < head)
1941                         head = len;
1942                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, 0, off),
1943                     TRUE, FALSE, FTAG, &db) == 0) {
1944                         caddr_t data;
1945
1946                         /* don't dirty if it isn't on disk and isn't dirty */
1947                         if (db->db_last_dirty ||
1948                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1949                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1950                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1951                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1952                                 data = db->db.db_data;
1953                                 bzero(data + blkoff, head);
1954                         }
1955                         dbuf_rele(db, FTAG);
1956                 }
1957                 off += head;
1958                 len -= head;
1959         }
1960
1961         /* If the range was less than one block, we're done */
1962         if (len == 0)
1963                 goto out;
1964
1965         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
1966         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1967                 goto out;
1968
1969         ASSERT(ISP2(blksz));
1970         if (trunc)
1971                 tail = 0;
1972         else
1973                 tail = P2PHASE(len, blksz);
1974
1975         ASSERT0(P2PHASE(off, blksz));
1976         /* zero out any partial block data at the end of the range */
1977         if (tail) {
1978                 if (len < tail)
1979                         tail = len;
1980                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, 0, off+len),
1981                     TRUE, FALSE, FTAG, &db) == 0) {
1982                         /* don't dirty if not on disk and not dirty */
1983                         if (db->db_last_dirty ||
1984                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1985                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1986                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1987                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1988                                 bzero(db->db.db_data, tail);
1989                         }
1990                         dbuf_rele(db, FTAG);
1991                 }
1992                 len -= tail;
1993         }
1994
1995         /* If the range did not include a full block, we are done */
1996         if (len == 0)
1997                 goto out;
1998
1999         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
2000         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
2001         blkid = off >> blkshift;
2002         nblks = len >> blkshift;
2003         if (trunc)
2004                 nblks += 1;
2005
2006         /*
2007          * Dirty all the indirect blocks in this range.  Note that only
2008          * the first and last indirect blocks can actually be written
2009          * (if they were partially freed) -- they must be dirtied, even if
2010          * they do not exist on disk yet.  The interior blocks will
2011          * be freed by free_children(), so they will not actually be written.
2012          * Even though these interior blocks will not be written, we
2013          * dirty them for two reasons:
2014          *
2015          *  - It ensures that the indirect blocks remain in memory until
2016          *    syncing context.  (They have already been prefetched by
2017          *    dmu_tx_hold_free(), so we don't have to worry about reading
2018          *    them serially here.)
2019          *
2020          *  - The dirty space accounting will put pressure on the txg sync
2021          *    mechanism to begin syncing, and to delay transactions if there
2022          *    is a large amount of freeing.  Even though these indirect
2023          *    blocks will not be written, we could need to write the same
2024          *    amount of space if we copy the freed BPs into deadlists.
2025          */
2026         if (dn->dn_nlevels > 1) {
2027                 uint64_t first, last;
2028
2029                 first = blkid >> epbs;
2030                 dnode_dirty_l1(dn, first, tx);
2031                 if (trunc)
2032                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
2033                 else
2034                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
2035                 if (last != first)
2036                         dnode_dirty_l1(dn, last, tx);
2037
2038                 int shift = dn->dn_datablkshift + dn->dn_indblkshift -
2039                     SPA_BLKPTRSHIFT;
2040                 for (uint64_t i = first + 1; i < last; i++) {
2041                         /*
2042                          * Set i to the blockid of the next non-hole
2043                          * level-1 indirect block at or after i.  Note
2044                          * that dnode_next_offset() operates in terms of
2045                          * level-0-equivalent bytes.
2046                          */
2047                         uint64_t ibyte = i << shift;
2048                         int err = dnode_next_offset(dn, DNODE_FIND_HAVELOCK,
2049                             &ibyte, 2, 1, 0);
2050                         i = ibyte >> shift;
2051                         if (i >= last)
2052                                 break;
2053
2054                         /*
2055                          * Normally we should not see an error, either
2056                          * from dnode_next_offset() or dbuf_hold_level()
2057                          * (except for ESRCH from dnode_next_offset).
2058                          * If there is an i/o error, then when we read
2059                          * this block in syncing context, it will use
2060                          * ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, and thus hang/panic according
2061                          * to the "failmode" property.  dnode_next_offset()
2062                          * doesn't have a flag to indicate MUSTSUCCEED.
2063                          */
2064                         if (err != 0)
2065                                 break;
2066
2067                         dnode_dirty_l1(dn, i, tx);
2068                 }
2069         }
2070
2071 done:
2072         /*
2073          * Add this range to the dnode range list.
2074          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
2075          */
2076         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2077         {
2078         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
2079         if (dn->dn_free_ranges[txgoff] == NULL) {
2080                 dn->dn_free_ranges[txgoff] = range_tree_create(NULL, NULL);
2081         }
2082         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
2083         range_tree_add(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
2084         }
2085         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
2086             blkid, nblks, tx->tx_txg);
2087         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2088
2089         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
2090         dnode_setdirty(dn, tx);
2091 out:
2092
2093         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2094 }
2095
2096 static boolean_t
2097 dnode_spill_freed(dnode_t *dn)
2098 {
2099         int i;
2100
2101         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2102         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
2103                 if (dn->dn_rm_spillblk[i] == DN_KILL_SPILLBLK)
2104                         break;
2105         }
2106         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2107         return (i < TXG_SIZE);
2108 }
2109
2110 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
2111 uint64_t
2112 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
2113 {
2114         void *dp = spa_get_dsl(dn->dn_objset->os_spa);
2115         int i;
2116
2117         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2118                 return (FALSE);
2119
2120         /*
2121          * If we're in the process of opening the pool, dp will not be
2122          * set yet, but there shouldn't be anything dirty.
2123          */
2124         if (dp == NULL)
2125                 return (FALSE);
2126
2127         if (dn->dn_free_txg)
2128                 return (TRUE);
2129
2130         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID)
2131                 return (dnode_spill_freed(dn));
2132
2133         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2134         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
2135                 if (dn->dn_free_ranges[i] != NULL &&
2136                     range_tree_contains(dn->dn_free_ranges[i], blkid, 1))
2137                         break;
2138         }
2139         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2140         return (i < TXG_SIZE);
2141 }
2142
2143 /* call from syncing context when we actually write/free space for this dnode */
2144 void
2145 dnode_diduse_space(dnode_t *dn, int64_t delta)
2146 {
2147         uint64_t space;
2148         dprintf_dnode(dn, "dn=%p dnp=%p used=%llu delta=%lld\n",
2149             dn, dn->dn_phys,
2150             (u_longlong_t)dn->dn_phys->dn_used,
2151             (longlong_t)delta);
2152
2153         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2154         space = DN_USED_BYTES(dn->dn_phys);
2155         if (delta > 0) {
2156                 ASSERT3U(space + delta, >=, space); /* no overflow */
2157         } else {
2158                 ASSERT3U(space, >=, -delta); /* no underflow */
2159         }
2160         space += delta;
2161         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_DNODE_BYTES) {
2162                 ASSERT((dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) == 0);
2163                 ASSERT0(P2PHASE(space, 1<<DEV_BSHIFT));
2164                 dn->dn_phys->dn_used = space >> DEV_BSHIFT;
2165         } else {
2166                 dn->dn_phys->dn_used = space;
2167                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_USED_BYTES;
2168         }
2169         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2170 }
2171
2172 /*
2173  * Scans a block at the indicated "level" looking for a hole or data,
2174  * depending on 'flags'.
2175  *
2176  * If level > 0, then we are scanning an indirect block looking at its
2177  * pointers.  If level == 0, then we are looking at a block of dnodes.
2178  *
2179  * If we don't find what we are looking for in the block, we return ESRCH.
2180  * Otherwise, return with *offset pointing to the beginning (if searching
2181  * forwards) or end (if searching backwards) of the range covered by the
2182  * block pointer we matched on (or dnode).
2183  *
2184  * The basic search algorithm used below by dnode_next_offset() is to
2185  * use this function to search up the block tree (widen the search) until
2186  * we find something (i.e., we don't return ESRCH) and then search back
2187  * down the tree (narrow the search) until we reach our original search
2188  * level.
2189  */
2190 static int
2191 dnode_next_offset_level(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
2192     int lvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
2193 {
2194         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
2195         void *data = NULL;
2196         uint64_t epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2197         uint64_t epb = 1ULL << epbs;
2198         uint64_t minfill, maxfill;
2199         boolean_t hole;
2200         int i, inc, error, span;
2201
2202         hole = ((flags & DNODE_FIND_HOLE) != 0);
2203         inc = (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS) ? -1 : 1;
2204         ASSERT(txg == 0 || !hole);
2205
2206         if (lvl == dn->dn_phys->dn_nlevels) {
2207                 error = 0;
2208                 epb = dn->dn_phys->dn_nblkptr;
2209                 data = dn->dn_phys->dn_blkptr;
2210         } else {
2211                 uint64_t blkid = dbuf_whichblock(dn, lvl, *offset);
2212                 error = dbuf_hold_impl(dn, lvl, blkid, TRUE, FALSE, FTAG, &db);
2213                 if (error) {
2214                         if (error != ENOENT)
2215                                 return (error);
2216                         if (hole)
2217                                 return (0);
2218                         /*
2219                          * This can only happen when we are searching up
2220                          * the block tree for data.  We don't really need to
2221                          * adjust the offset, as we will just end up looking
2222                          * at the pointer to this block in its parent, and its
2223                          * going to be unallocated, so we will skip over it.
2224                          */
2225                         return (SET_ERROR(ESRCH));
2226                 }
2227                 error = dbuf_read(db, NULL,
2228                     DB_RF_CANFAIL | DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NO_DECRYPT);
2229                 if (error) {
2230                         dbuf_rele(db, FTAG);
2231                         return (error);
2232                 }
2233                 data = db->db.db_data;
2234         }
2235
2236
2237         if (db != NULL && txg != 0 && (db->db_blkptr == NULL ||
2238             db->db_blkptr->blk_birth <= txg ||
2239             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
2240                 /*
2241                  * This can only happen when we are searching up the tree
2242                  * and these conditions mean that we need to keep climbing.
2243                  */
2244                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2245         } else if (lvl == 0) {
2246                 dnode_phys_t *dnp = data;
2247
2248                 ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_DNODE);
2249                 ASSERT(!(flags & DNODE_FIND_BACKWARDS));
2250
2251                 for (i = (*offset >> DNODE_SHIFT) & (blkfill - 1);
2252                     i < blkfill; i += dnp[i].dn_extra_slots + 1) {
2253                         if ((dnp[i].dn_type == DMU_OT_NONE) == hole)
2254                                 break;
2255                 }
2256
2257                 if (i == blkfill)
2258                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2259
2260                 *offset = (*offset & ~(DNODE_BLOCK_SIZE - 1)) +
2261                     (i << DNODE_SHIFT);
2262         } else {
2263                 blkptr_t *bp = data;
2264                 uint64_t start = *offset;
2265                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
2266                 minfill = 0;
2267                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
2268
2269                 if (hole)
2270                         maxfill--;
2271                 else
2272                         minfill++;
2273
2274                 if (span >= 8 * sizeof (*offset)) {
2275                         /* This only happens on the highest indirection level */
2276                         ASSERT3U((lvl - 1), ==, dn->dn_phys->dn_nlevels - 1);
2277                         *offset = 0;
2278                 } else {
2279                         *offset = *offset >> span;
2280                 }
2281
2282                 for (i = BF64_GET(*offset, 0, epbs);
2283                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
2284                         if (BP_GET_FILL(&bp[i]) >= minfill &&
2285                             BP_GET_FILL(&bp[i]) <= maxfill &&
2286                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
2287                                 break;
2288                         if (inc > 0 || *offset > 0)
2289                                 *offset += inc;
2290                 }
2291
2292                 if (span >= 8 * sizeof (*offset)) {
2293                         *offset = start;
2294                 } else {
2295                         *offset = *offset << span;
2296                 }
2297
2298                 if (inc < 0) {
2299                         /* traversing backwards; position offset at the end */
2300                         ASSERT3U(*offset, <=, start);
2301                         *offset = MIN(*offset + (1ULL << span) - 1, start);
2302                 } else if (*offset < start) {
2303                         *offset = start;
2304                 }
2305                 if (i < 0 || i >= epb)
2306                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2307         }
2308
2309         if (db)
2310                 dbuf_rele(db, FTAG);
2311
2312         return (error);
2313 }
2314
2315 /*
2316  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
2317  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
2318  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
2319  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
2320  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
2321  *
2322  * Examples:
2323  *
2324  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
2325  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
2326  *      Used in dmu_offset_next().
2327  *
2328  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
2329  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
2330  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
2331  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
2332  *      Used in dmu_object_next().
2333  *
2334  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
2335  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
2336  *      Used in dmu_object_alloc().
2337  */
2338 int
2339 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
2340     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
2341 {
2342         uint64_t initial_offset = *offset;
2343         int lvl, maxlvl;
2344         int error = 0;
2345
2346         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
2347                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2348
2349         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
2350                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2351                 goto out;
2352         }
2353
2354         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
2355                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
2356                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
2357                                 *offset = dn->dn_datablksz;
2358                 } else {
2359                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2360                 }
2361                 goto out;
2362         }
2363
2364         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2365
2366         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
2367                 error = dnode_next_offset_level(dn,
2368                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
2369                 if (error != ESRCH)
2370                         break;
2371         }
2372
2373         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
2374                 error = dnode_next_offset_level(dn,
2375                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
2376         }
2377
2378         /*
2379          * There's always a "virtual hole" at the end of the object, even
2380          * if all BP's which physically exist are non-holes.
2381          */
2382         if ((flags & DNODE_FIND_HOLE) && error == ESRCH && txg == 0 &&
2383             minlvl == 1 && blkfill == 1 && !(flags & DNODE_FIND_BACKWARDS)) {
2384                 error = 0;
2385         }
2386
2387         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
2388             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
2389                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2390 out:
2391         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
2392                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2393
2394         return (error);
2395 }