sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dmu_tx.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 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
  24  * Copyright (c) 2012, 2014 by Delphix. All rights reserved.
  25  */
  26
  27 #include <sys/dmu.h>
  28 #include <sys/dmu_impl.h>
  29 #include <sys/dbuf.h>
  30 #include <sys/dmu_tx.h>
  31 #include <sys/dmu_objset.h>
  32 #include <sys/dsl_dataset.h> /* for dsl_dataset_block_freeable() */
  33 #include <sys/dsl_dir.h> /* for dsl_dir_tempreserve_*() */
  34 #include <sys/dsl_pool.h>
  35 #include <sys/zap_impl.h> /* for fzap_default_block_shift */
  36 #include <sys/spa.h>
  37 #include <sys/sa.h>
  38 #include <sys/sa_impl.h>
  39 #include <sys/zfs_context.h>
  40 #include <sys/varargs.h>
  41
  42 typedef void (*dmu_tx_hold_func_t)(dmu_tx_t *tx, struct dnode *dn,
  43     uint64_t arg1, uint64_t arg2);
  44
  45
  46 dmu_tx_t *
  47 dmu_tx_create_dd(dsl_dir_t *dd)
  48 {
  49         dmu_tx_t *tx = kmem_zalloc(sizeof (dmu_tx_t), KM_SLEEP);
  50         tx->tx_dir = dd;
  51         if (dd != NULL)
  52                 tx->tx_pool = dd->dd_pool;
  53         list_create(&tx->tx_holds, sizeof (dmu_tx_hold_t),
  54             offsetof(dmu_tx_hold_t, txh_node));
  55         list_create(&tx->tx_callbacks, sizeof (dmu_tx_callback_t),
  56             offsetof(dmu_tx_callback_t, dcb_node));
  57         tx->tx_start = gethrtime();
  58 #ifdef ZFS_DEBUG
  59         refcount_create(&tx->tx_space_written);
  60         refcount_create(&tx->tx_space_freed);
  61 #endif
  62         return (tx);
  63 }
  64
  65 dmu_tx_t *
  66 dmu_tx_create(objset_t *os)
  67 {
  68         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_dd(os->os_dsl_dataset->ds_dir);
  69         tx->tx_objset = os;
  70         tx->tx_lastsnap_txg = dsl_dataset_prev_snap_txg(os->os_dsl_dataset);
  71         return (tx);
  72 }
  73
  74 dmu_tx_t *
  75 dmu_tx_create_assigned(struct dsl_pool *dp, uint64_t txg)
  76 {
  77         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_dd(NULL);
  78
  79         ASSERT3U(txg, <=, dp->dp_tx.tx_open_txg);
  80         tx->tx_pool = dp;
  81         tx->tx_txg = txg;
  82         tx->tx_anyobj = TRUE;
  83
  84         return (tx);
  85 }
  86
  87 int
  88 dmu_tx_is_syncing(dmu_tx_t *tx)
  89 {
  90         return (tx->tx_anyobj);
  91 }
  92
  93 int
  94 dmu_tx_private_ok(dmu_tx_t *tx)
  95 {
  96         return (tx->tx_anyobj);
  97 }
  98
  99 static dmu_tx_hold_t *
 100 dmu_tx_hold_object_impl(dmu_tx_t *tx, objset_t *os, uint64_t object,
 101     enum dmu_tx_hold_type type, uint64_t arg1, uint64_t arg2)
 102 {
 103         dmu_tx_hold_t *txh;
 104         dnode_t *dn = NULL;
 105         int err;
 106
 107         if (object != DMU_NEW_OBJECT) {
 108                 err = dnode_hold(os, object, tx, &dn);
 109                 if (err) {
 110                         tx->tx_err = err;
 111                         return (NULL);
 112                 }
 113
 114                 if (err == 0 && tx->tx_txg != 0) {
 115                         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 116                         /*
 117                          * dn->dn_assigned_txg == tx->tx_txg doesn't pose a
 118                          * problem, but there's no way for it to happen (for
 119                          * now, at least).
 120                          */
 121                         ASSERT(dn->dn_assigned_txg == 0);
 122                         dn->dn_assigned_txg = tx->tx_txg;
 123                         (void) refcount_add(&dn->dn_tx_holds, tx);
 124                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 125                 }
 126         }
 127
 128         txh = kmem_zalloc(sizeof (dmu_tx_hold_t), KM_SLEEP);
 129         txh->txh_tx = tx;
 130         txh->txh_dnode = dn;
 131 #ifdef ZFS_DEBUG
 132         txh->txh_type = type;
 133         txh->txh_arg1 = arg1;
 134         txh->txh_arg2 = arg2;
 135 #endif
 136         list_insert_tail(&tx->tx_holds, txh);
 137
 138         return (txh);
 139 }
 140
 141 void
 142 dmu_tx_add_new_object(dmu_tx_t *tx, objset_t *os, uint64_t object)
 143 {
 144         /*
 145          * If we're syncing, they can manipulate any object anyhow, and
 146          * the hold on the dnode_t can cause problems.
 147          */
 148         if (!dmu_tx_is_syncing(tx)) {
 149                 (void) dmu_tx_hold_object_impl(tx, os,
 150                     object, THT_NEWOBJECT, 0, 0);
 151         }
 152 }
 153
 154 static int
 155 dmu_tx_check_ioerr(zio_t *zio, dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid)
 156 {
 157         int err;
 158         dmu_buf_impl_t *db;
 159
 160         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 161         db = dbuf_hold_level(dn, level, blkid, FTAG);
 162         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 163         if (db == NULL)
 164                 return (SET_ERROR(EIO));
 165         err = dbuf_read(db, zio, DB_RF_CANFAIL | DB_RF_NOPREFETCH);
 166         dbuf_rele(db, FTAG);
 167         return (err);
 168 }
 169
 170 static void
 171 dmu_tx_count_twig(dmu_tx_hold_t *txh, dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db,
 172     int level, uint64_t blkid, boolean_t freeable, uint64_t *history)
 173 {
 174         objset_t *os = dn->dn_objset;
 175         dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
 176         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 177         dmu_buf_impl_t *parent = NULL;
 178         blkptr_t *bp = NULL;
 179         uint64_t space;
 180
 181         if (level >= dn->dn_nlevels || history[level] == blkid)
 182                 return;
 183
 184         history[level] = blkid;
 185
 186         space = (level == 0) ? dn->dn_datablksz : (1ULL << dn->dn_indblkshift);
 187
 188         if (db == NULL || db == dn->dn_dbuf) {
 189                 ASSERT(level != 0);
 190                 db = NULL;
 191         } else {
 192                 ASSERT(DB_DNODE(db) == dn);
 193                 ASSERT(db->db_level == level);
 194                 ASSERT(db->db.db_size == space);
 195                 ASSERT(db->db_blkid == blkid);
 196                 bp = db->db_blkptr;
 197                 parent = db->db_parent;
 198         }
 199
 200         freeable = (bp && (freeable ||
 201             dsl_dataset_block_freeable(ds, bp, bp->blk_birth)));
 202
 203         if (freeable)
 204                 txh->txh_space_tooverwrite += space;
 205         else
 206                 txh->txh_space_towrite += space;
 207         if (bp)
 208                 txh->txh_space_tounref += bp_get_dsize(os->os_spa, bp);
 209
 210         dmu_tx_count_twig(txh, dn, parent, level + 1,
 211             blkid >> epbs, freeable, history);
 212 }
 213
 214 /* ARGSUSED */
 215 static void
 216 dmu_tx_count_write(dmu_tx_hold_t *txh, uint64_t off, uint64_t len)
 217 {
 218         dnode_t *dn = txh->txh_dnode;
 219         uint64_t start, end, i;
 220         int min_bs, max_bs, min_ibs, max_ibs, epbs, bits;
 221         int err = 0;
 222
 223         if (len == 0)
 224                 return;
 225
 226         min_bs = SPA_MINBLOCKSHIFT;
 227         max_bs = SPA_MAXBLOCKSHIFT;
 228         min_ibs = DN_MIN_INDBLKSHIFT;
 229         max_ibs = DN_MAX_INDBLKSHIFT;
 230
 231         if (dn) {
 232                 uint64_t history[DN_MAX_LEVELS];
 233                 int nlvls = dn->dn_nlevels;
 234                 int delta;
 235
 236                 /*
 237                  * For i/o error checking, read the first and last level-0
 238                  * blocks (if they are not aligned), and all the level-1 blocks.
 239                  */
 240                 if (dn->dn_maxblkid == 0) {
 241                         delta = dn->dn_datablksz;
 242                         start = (off < dn->dn_datablksz) ? 0 : 1;
 243                         end = (off+len <= dn->dn_datablksz) ? 0 : 1;
 244                         if (start == 0 && (off > 0 || len < dn->dn_datablksz)) {
 245                                 err = dmu_tx_check_ioerr(NULL, dn, 0, 0);
 246                                 if (err)
 247                                         goto out;
 248                                 delta -= off;
 249                         }
 250                 } else {
 251                         zio_t *zio = zio_root(dn->dn_objset->os_spa,
 252                             NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
 253
 254                         /* first level-0 block */
 255                         start = off >> dn->dn_datablkshift;
 256                         if (P2PHASE(off, dn->dn_datablksz) ||
 257                             len < dn->dn_datablksz) {
 258                                 err = dmu_tx_check_ioerr(zio, dn, 0, start);
 259                                 if (err)
 260                                         goto out;
 261                         }
 262
 263                         /* last level-0 block */
 264                         end = (off+len-1) >> dn->dn_datablkshift;
 265                         if (end != start && end <= dn->dn_maxblkid &&
 266                             P2PHASE(off+len, dn->dn_datablksz)) {
 267                                 err = dmu_tx_check_ioerr(zio, dn, 0, end);
 268                                 if (err)
 269                                         goto out;
 270                         }
 271
 272                         /* level-1 blocks */
 273                         if (nlvls > 1) {
 274                                 int shft = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 275                                 for (i = (start>>shft)+1; i < end>>shft; i++) {
 276                                         err = dmu_tx_check_ioerr(zio, dn, 1, i);
 277                                         if (err)
 278                                                 goto out;
 279                                 }
 280                         }
 281
 282                         err = zio_wait(zio);
 283                         if (err)
 284                                 goto out;
 285                         delta = P2NPHASE(off, dn->dn_datablksz);
 286                 }
 287
 288                 min_ibs = max_ibs = dn->dn_indblkshift;
 289                 if (dn->dn_maxblkid > 0) {
 290                         /*
 291                          * The blocksize can't change,
 292                          * so we can make a more precise estimate.
 293                          */
 294                         ASSERT(dn->dn_datablkshift != 0);
 295                         min_bs = max_bs = dn->dn_datablkshift;
 296                 }
 297
 298                 /*
 299                  * If this write is not off the end of the file
 300                  * we need to account for overwrites/unref.
 301                  */
 302                 if (start <= dn->dn_maxblkid) {
 303                         for (int l = 0; l < DN_MAX_LEVELS; l++)
 304                                 history[l] = -1ULL;
 305                 }
 306                 while (start <= dn->dn_maxblkid) {
 307                         dmu_buf_impl_t *db;
 308
 309                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 310                         err = dbuf_hold_impl(dn, 0, start, FALSE, FTAG, &db);
 311                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 312
 313                         if (err) {
 314                                 txh->txh_tx->tx_err = err;
 315                                 return;
 316                         }
 317
 318                         dmu_tx_count_twig(txh, dn, db, 0, start, B_FALSE,
 319                             history);
 320                         dbuf_rele(db, FTAG);
 321                         if (++start > end) {
 322                                 /*
 323                                  * Account for new indirects appearing
 324                                  * before this IO gets assigned into a txg.
 325                                  */
 326                                 bits = 64 - min_bs;
 327                                 epbs = min_ibs - SPA_BLKPTRSHIFT;
 328                                 for (bits -= epbs * (nlvls - 1);
 329                                     bits >= 0; bits -= epbs)
 330                                         txh->txh_fudge += 1ULL << max_ibs;
 331                                 goto out;
 332                         }
 333                         off += delta;
 334                         if (len >= delta)
 335                                 len -= delta;
 336                         delta = dn->dn_datablksz;
 337                 }
 338         }
 339
 340         /*
 341          * 'end' is the last thing we will access, not one past.
 342          * This way we won't overflow when accessing the last byte.
 343          */
 344         start = P2ALIGN(off, 1ULL << max_bs);
 345         end = P2ROUNDUP(off + len, 1ULL << max_bs) - 1;
 346         txh->txh_space_towrite += end - start + 1;
 347
 348         start >>= min_bs;
 349         end >>= min_bs;
 350
 351         epbs = min_ibs - SPA_BLKPTRSHIFT;
 352
 353         /*
 354          * The object contains at most 2^(64 - min_bs) blocks,
 355          * and each indirect level maps 2^epbs.
 356          */
 357         for (bits = 64 - min_bs; bits >= 0; bits -= epbs) {
 358                 start >>= epbs;
 359                 end >>= epbs;
 360                 ASSERT3U(end, >=, start);
 361                 txh->txh_space_towrite += (end - start + 1) << max_ibs;
 362                 if (start != 0) {
 363                         /*
 364                          * We also need a new blkid=0 indirect block
 365                          * to reference any existing file data.
 366                          */
 367                         txh->txh_space_towrite += 1ULL << max_ibs;
 368                 }
 369         }
 370
 371 out:
 372         if (txh->txh_space_towrite + txh->txh_space_tooverwrite >
 373             2 * DMU_MAX_ACCESS)
 374                 err = SET_ERROR(EFBIG);
 375
 376         if (err)
 377                 txh->txh_tx->tx_err = err;
 378 }
 379
 380 static void
 381 dmu_tx_count_dnode(dmu_tx_hold_t *txh)
 382 {
 383         dnode_t *dn = txh->txh_dnode;
 384         dnode_t *mdn = DMU_META_DNODE(txh->txh_tx->tx_objset);
 385         uint64_t space = mdn->dn_datablksz +
 386             ((mdn->dn_nlevels-1) << mdn->dn_indblkshift);
 387
 388         if (dn && dn->dn_dbuf->db_blkptr &&
 389             dsl_dataset_block_freeable(dn->dn_objset->os_dsl_dataset,
 390             dn->dn_dbuf->db_blkptr, dn->dn_dbuf->db_blkptr->blk_birth)) {
 391                 txh->txh_space_tooverwrite += space;
 392                 txh->txh_space_tounref += space;
 393         } else {
 394                 txh->txh_space_towrite += space;
 395                 if (dn && dn->dn_dbuf->db_blkptr)
 396                         txh->txh_space_tounref += space;
 397         }
 398 }
 399
 400 void
 401 dmu_tx_hold_write(dmu_tx_t *tx, uint64_t object, uint64_t off, int len)
 402 {
 403         dmu_tx_hold_t *txh;
 404
 405         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
 406         ASSERT(len < DMU_MAX_ACCESS);
 407         ASSERT(len == 0 || UINT64_MAX - off >= len - 1);
 408
 409         txh = dmu_tx_hold_object_impl(tx, tx->tx_objset,
 410             object, THT_WRITE, off, len);
 411         if (txh == NULL)
 412                 return;
 413
 414         dmu_tx_count_write(txh, off, len);
 415         dmu_tx_count_dnode(txh);
 416 }
 417
 418 static void
 419 dmu_tx_count_free(dmu_tx_hold_t *txh, uint64_t off, uint64_t len)
 420 {
 421         uint64_t blkid, nblks, lastblk;
 422         uint64_t space = 0, unref = 0, skipped = 0;
 423         dnode_t *dn = txh->txh_dnode;
 424         dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
 425         spa_t *spa = txh->txh_tx->tx_pool->dp_spa;
 426         int epbs;
 427         uint64_t l0span = 0, nl1blks = 0;
 428
 429         if (dn->dn_nlevels == 0)
 430                 return;
 431
 432         /*
 433          * The struct_rwlock protects us against dn_nlevels
 434          * changing, in case (against all odds) we manage to dirty &
 435          * sync out the changes after we check for being dirty.
 436          * Also, dbuf_hold_impl() wants us to have the struct_rwlock.
 437          */
 438         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 439         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 440         if (dn->dn_maxblkid == 0) {
 441                 if (off == 0 && len >= dn->dn_datablksz) {
 442                         blkid = 0;
 443                         nblks = 1;
 444                 } else {
 445                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 446                         return;
 447                 }
 448         } else {
 449                 blkid = off >> dn->dn_datablkshift;
 450                 nblks = (len + dn->dn_datablksz - 1) >> dn->dn_datablkshift;
 451
 452                 if (blkid > dn->dn_maxblkid) {
 453                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 454                         return;
 455                 }
 456                 if (blkid + nblks > dn->dn_maxblkid)
 457                         nblks = dn->dn_maxblkid - blkid + 1;
 458
 459         }
 460         l0span = nblks;    /* save for later use to calc level > 1 overhead */
 461         if (dn->dn_nlevels == 1) {
 462                 int i;
 463                 for (i = 0; i < nblks; i++) {
 464                         blkptr_t *bp = dn->dn_phys->dn_blkptr;
 465                         ASSERT3U(blkid + i, <, dn->dn_nblkptr);
 466                         bp += blkid + i;
 467                         if (dsl_dataset_block_freeable(ds, bp, bp->blk_birth)) {
 468                                 dprintf_bp(bp, "can free old%s", "");
 469                                 space += bp_get_dsize(spa, bp);
 470                         }
 471                         unref += BP_GET_ASIZE(bp);
 472                 }
 473                 nl1blks = 1;
 474                 nblks = 0;
 475         }
 476
 477         lastblk = blkid + nblks - 1;
 478         while (nblks) {
 479                 dmu_buf_impl_t *dbuf;
 480                 uint64_t ibyte, new_blkid;
 481                 int epb = 1 << epbs;
 482                 int err, i, blkoff, tochk;
 483                 blkptr_t *bp;
 484
 485                 ibyte = blkid << dn->dn_datablkshift;
 486                 err = dnode_next_offset(dn,
 487                     DNODE_FIND_HAVELOCK, &ibyte, 2, 1, 0);
 488                 new_blkid = ibyte >> dn->dn_datablkshift;
 489                 if (err == ESRCH) {
 490                         skipped += (lastblk >> epbs) - (blkid >> epbs) + 1;
 491                         break;
 492                 }
 493                 if (err) {
 494                         txh->txh_tx->tx_err = err;
 495                         break;
 496                 }
 497                 if (new_blkid > lastblk) {
 498                         skipped += (lastblk >> epbs) - (blkid >> epbs) + 1;
 499                         break;
 500                 }
 501
 502                 if (new_blkid > blkid) {
 503                         ASSERT((new_blkid >> epbs) > (blkid >> epbs));
 504                         skipped += (new_blkid >> epbs) - (blkid >> epbs) - 1;
 505                         nblks -= new_blkid - blkid;
 506                         blkid = new_blkid;
 507                 }
 508                 blkoff = P2PHASE(blkid, epb);
 509                 tochk = MIN(epb - blkoff, nblks);
 510
 511                 err = dbuf_hold_impl(dn, 1, blkid >> epbs, FALSE, FTAG, &dbuf);
 512                 if (err) {
 513                         txh->txh_tx->tx_err = err;
 514                         break;
 515                 }
 516
 517                 txh->txh_memory_tohold += dbuf->db.db_size;
 518
 519                 /*
 520                  * We don't check memory_tohold against DMU_MAX_ACCESS because
 521                  * memory_tohold is an over-estimation (especially the >L1
 522                  * indirect blocks), so it could fail.  Callers should have
 523                  * already verified that they will not be holding too much
 524                  * memory.
 525                  */
 526
 527                 err = dbuf_read(dbuf, NULL, DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_CANFAIL);
 528                 if (err != 0) {
 529                         txh->txh_tx->tx_err = err;
 530                         dbuf_rele(dbuf, FTAG);
 531                         break;
 532                 }
 533
 534                 bp = dbuf->db.db_data;
 535                 bp += blkoff;
 536
 537                 for (i = 0; i < tochk; i++) {
 538                         if (dsl_dataset_block_freeable(ds, &bp[i],
 539                             bp[i].blk_birth)) {
 540                                 dprintf_bp(&bp[i], "can free old%s", "");
 541                                 space += bp_get_dsize(spa, &bp[i]);
 542                         }
 543                         unref += BP_GET_ASIZE(bp);
 544                 }
 545                 dbuf_rele(dbuf, FTAG);
 546
 547                 ++nl1blks;
 548                 blkid += tochk;
 549                 nblks -= tochk;
 550         }
 551         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 552
 553         /*
 554          * Add in memory requirements of higher-level indirects.
 555          * This assumes a worst-possible scenario for dn_nlevels and a
 556          * worst-possible distribution of l1-blocks over the region to free.
 557          */
 558         {
 559                 uint64_t blkcnt = 1 + ((l0span >> epbs) >> epbs);
 560                 int level = 2;
 561                 /*
 562                  * Here we don't use DN_MAX_LEVEL, but calculate it with the
 563                  * given datablkshift and indblkshift. This makes the
 564                  * difference between 19 and 8 on large files.
 565                  */
 566                 int maxlevel = 2 + (DN_MAX_OFFSET_SHIFT - dn->dn_datablkshift) /
 567                     (dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT);
 568
 569                 while (level++ < maxlevel) {
 570                         txh->txh_memory_tohold += MAX(MIN(blkcnt, nl1blks), 1)
 571                             << dn->dn_indblkshift;
 572                         blkcnt = 1 + (blkcnt >> epbs);
 573                 }
 574         }
 575
 576         /* account for new level 1 indirect blocks that might show up */
 577         if (skipped > 0) {
 578                 txh->txh_fudge += skipped << dn->dn_indblkshift;
 579                 skipped = MIN(skipped, DMU_MAX_DELETEBLKCNT >> epbs);
 580                 txh->txh_memory_tohold += skipped << dn->dn_indblkshift;
 581         }
 582         txh->txh_space_tofree += space;
 583         txh->txh_space_tounref += unref;
 584 }
 585
 586 /*
 587  * This function marks the transaction as being a "net free".  The end
 588  * result is that refquotas will be disabled for this transaction, and
 589  * this transaction will be able to use half of the pool space overhead
 590  * (see dsl_pool_adjustedsize()).  Therefore this function should only
 591  * be called for transactions that we expect will not cause a net increase
 592  * in the amount of space used (but it's OK if that is occasionally not true).
 593  */
 594 void
 595 dmu_tx_mark_netfree(dmu_tx_t *tx)
 596 {
 597         dmu_tx_hold_t *txh;
 598
 599         txh = dmu_tx_hold_object_impl(tx, tx->tx_objset,
 600             DMU_NEW_OBJECT, THT_FREE, 0, 0);
 601
 602         /*
 603          * Pretend that this operation will free 1GB of space.  This
 604          * should be large enough to cancel out the largest write.
 605          * We don't want to use something like UINT64_MAX, because that would
 606          * cause overflows when doing math with these values (e.g. in
 607          * dmu_tx_try_assign()).
 608          */
 609         txh->txh_space_tofree = txh->txh_space_tounref = 1024 * 1024 * 1024;
 610 }
 611
 612 void
 613 dmu_tx_hold_free(dmu_tx_t *tx, uint64_t object, uint64_t off, uint64_t len)
 614 {
 615         dmu_tx_hold_t *txh;
 616         dnode_t *dn;
 617         int err;
 618         zio_t *zio;
 619
 620         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
 621
 622         txh = dmu_tx_hold_object_impl(tx, tx->tx_objset,
 623             object, THT_FREE, off, len);
 624         if (txh == NULL)
 625                 return;
 626         dn = txh->txh_dnode;
 627         dmu_tx_count_dnode(txh);
 628
 629         if (off >= (dn->dn_maxblkid+1) * dn->dn_datablksz)
 630                 return;
 631         if (len == DMU_OBJECT_END)
 632                 len = (dn->dn_maxblkid+1) * dn->dn_datablksz - off;
 633
 634
 635         /*
 636          * For i/o error checking, we read the first and last level-0
 637          * blocks if they are not aligned, and all the level-1 blocks.
 638          *
 639          * Note:  dbuf_free_range() assumes that we have not instantiated
 640          * any level-0 dbufs that will be completely freed.  Therefore we must
 641          * exercise care to not read or count the first and last blocks
 642          * if they are blocksize-aligned.
 643          */
 644         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
 645                 if (off != 0 || len < dn->dn_datablksz)
 646                         dmu_tx_count_write(txh, 0, dn->dn_datablksz);
 647         } else {
 648                 /* first block will be modified if it is not aligned */
 649                 if (!IS_P2ALIGNED(off, 1 << dn->dn_datablkshift))
 650                         dmu_tx_count_write(txh, off, 1);
 651                 /* last block will be modified if it is not aligned */
 652                 if (!IS_P2ALIGNED(off + len, 1 << dn->dn_datablkshift))
 653                         dmu_tx_count_write(txh, off+len, 1);
 654         }
 655
 656         /*
 657          * Check level-1 blocks.
 658          */
 659         if (dn->dn_nlevels > 1) {
 660                 int shift = dn->dn_datablkshift + dn->dn_indblkshift -
 661                     SPA_BLKPTRSHIFT;
 662                 uint64_t start = off >> shift;
 663                 uint64_t end = (off + len) >> shift;
 664
 665                 ASSERT(dn->dn_indblkshift != 0);
 666
 667                 /*
 668                  * dnode_reallocate() can result in an object with indirect
 669                  * blocks having an odd data block size.  In this case,
 670                  * just check the single block.
 671                  */
 672                 if (dn->dn_datablkshift == 0)
 673                         start = end = 0;
 674
 675                 zio = zio_root(tx->tx_pool->dp_spa,
 676                     NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
 677                 for (uint64_t i = start; i <= end; i++) {
 678                         uint64_t ibyte = i << shift;
 679                         err = dnode_next_offset(dn, 0, &ibyte, 2, 1, 0);
 680                         i = ibyte >> shift;
 681                         if (err == ESRCH)
 682                                 break;
 683                         if (err) {
 684                                 tx->tx_err = err;
 685                                 return;
 686                         }
 687
 688                         err = dmu_tx_check_ioerr(zio, dn, 1, i);
 689                         if (err) {
 690                                 tx->tx_err = err;
 691                                 return;
 692                         }
 693                 }
 694                 err = zio_wait(zio);
 695                 if (err) {
 696                         tx->tx_err = err;
 697                         return;
 698                 }
 699         }
 700
 701         dmu_tx_count_free(txh, off, len);
 702 }
 703
 704 void
 705 dmu_tx_hold_zap(dmu_tx_t *tx, uint64_t object, int add, const char *name)
 706 {
 707         dmu_tx_hold_t *txh;
 708         dnode_t *dn;
 709         uint64_t nblocks;
 710         int epbs, err;
 711
 712         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
 713
 714         txh = dmu_tx_hold_object_impl(tx, tx->tx_objset,
 715             object, THT_ZAP, add, (uintptr_t)name);
 716         if (txh == NULL)
 717                 return;
 718         dn = txh->txh_dnode;
 719
 720         dmu_tx_count_dnode(txh);
 721
 722         if (dn == NULL) {
 723                 /*
 724                  * We will be able to fit a new object's entries into one leaf
 725                  * block.  So there will be at most 2 blocks total,
 726                  * including the header block.
 727                  */
 728                 dmu_tx_count_write(txh, 0, 2 << fzap_default_block_shift);
 729                 return;
 730         }
 731
 732         ASSERT3P(DMU_OT_BYTESWAP(dn->dn_type), ==, DMU_BSWAP_ZAP);
 733
 734         if (dn->dn_maxblkid == 0 && !add) {
 735                 blkptr_t *bp;
 736
 737                 /*
 738                  * If there is only one block  (i.e. this is a micro-zap)
 739                  * and we are not adding anything, the accounting is simple.
 740                  */
 741                 err = dmu_tx_check_ioerr(NULL, dn, 0, 0);
 742                 if (err) {
 743                         tx->tx_err = err;
 744                         return;
 745                 }
 746
 747                 /*
 748                  * Use max block size here, since we don't know how much
 749                  * the size will change between now and the dbuf dirty call.
 750                  */
 751                 bp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[0];
 752                 if (dsl_dataset_block_freeable(dn->dn_objset->os_dsl_dataset,
 753                     bp, bp->blk_birth))
 754                         txh->txh_space_tooverwrite += SPA_MAXBLOCKSIZE;
 755                 else
 756                         txh->txh_space_towrite += SPA_MAXBLOCKSIZE;
 757                 if (!BP_IS_HOLE(bp))
 758                         txh->txh_space_tounref += SPA_MAXBLOCKSIZE;
 759                 return;
 760         }
 761
 762         if (dn->dn_maxblkid > 0 && name) {
 763                 /*
 764                  * access the name in this fat-zap so that we'll check
 765                  * for i/o errors to the leaf blocks, etc.
 766                  */
 767                 err = zap_lookup(dn->dn_objset, dn->dn_object, name,
 768                     8, 0, NULL);
 769                 if (err == EIO) {
 770                         tx->tx_err = err;
 771                         return;
 772                 }
 773         }
 774
 775         err = zap_count_write(dn->dn_objset, dn->dn_object, name, add,
 776             &txh->txh_space_towrite, &txh->txh_space_tooverwrite);
 777
 778         /*
 779          * If the modified blocks are scattered to the four winds,
 780          * we'll have to modify an indirect twig for each.
 781          */
 782         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 783         for (nblocks = dn->dn_maxblkid >> epbs; nblocks != 0; nblocks >>= epbs)
 784                 if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_phys->ds_prev_snap_obj)
 785                         txh->txh_space_towrite += 3 << dn->dn_indblkshift;
 786                 else
 787                         txh->txh_space_tooverwrite += 3 << dn->dn_indblkshift;
 788 }
 789
 790 void
 791 dmu_tx_hold_bonus(dmu_tx_t *tx, uint64_t object)
 792 {
 793         dmu_tx_hold_t *txh;
 794
 795         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
 796
 797         txh = dmu_tx_hold_object_impl(tx, tx->tx_objset,
 798             object, THT_BONUS, 0, 0);
 799         if (txh)
 800                 dmu_tx_count_dnode(txh);
 801 }
 802
 803 void
 804 dmu_tx_hold_space(dmu_tx_t *tx, uint64_t space)
 805 {
 806         dmu_tx_hold_t *txh;
 807         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
 808
 809         txh = dmu_tx_hold_object_impl(tx, tx->tx_objset,
 810             DMU_NEW_OBJECT, THT_SPACE, space, 0);
 811
 812         txh->txh_space_towrite += space;
 813 }
 814
 815 int
 816 dmu_tx_holds(dmu_tx_t *tx, uint64_t object)
 817 {
 818         dmu_tx_hold_t *txh;
 819         int holds = 0;
 820
 821         /*
 822          * By asserting that the tx is assigned, we're counting the
 823          * number of dn_tx_holds, which is the same as the number of
 824          * dn_holds.  Otherwise, we'd be counting dn_holds, but
 825          * dn_tx_holds could be 0.
 826          */
 827         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
 828
 829         /* if (tx->tx_anyobj == TRUE) */
 830                 /* return (0); */
 831
 832         for (txh = list_head(&tx->tx_holds); txh;
 833             txh = list_next(&tx->tx_holds, txh)) {
 834                 if (txh->txh_dnode && txh->txh_dnode->dn_object == object)
 835                         holds++;
 836         }
 837
 838         return (holds);
 839 }
 840
 841 #ifdef ZFS_DEBUG
 842 void
 843 dmu_tx_dirty_buf(dmu_tx_t *tx, dmu_buf_impl_t *db)
 844 {
 845         dmu_tx_hold_t *txh;
 846         int match_object = FALSE, match_offset = FALSE;
 847         dnode_t *dn;
 848
 849         DB_DNODE_ENTER(db);
 850         dn = DB_DNODE(db);
 851         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
 852         ASSERT(tx->tx_objset == NULL || dn->dn_objset == tx->tx_objset);
 853         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, db->db.db_object);
 854
 855         if (tx->tx_anyobj) {
 856                 DB_DNODE_EXIT(db);
 857                 return;
 858         }
 859
 860         /* XXX No checking on the meta dnode for now */
 861         if (db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
 862                 DB_DNODE_EXIT(db);
 863                 return;
 864         }
 865
 866         for (txh = list_head(&tx->tx_holds); txh;
 867             txh = list_next(&tx->tx_holds, txh)) {
 868                 ASSERT(dn == NULL || dn->dn_assigned_txg == tx->tx_txg);
 869                 if (txh->txh_dnode == dn && txh->txh_type != THT_NEWOBJECT)
 870                         match_object = TRUE;
 871                 if (txh->txh_dnode == NULL || txh->txh_dnode == dn) {
 872                         int datablkshift = dn->dn_datablkshift ?
 873                             dn->dn_datablkshift : SPA_MAXBLOCKSHIFT;
 874                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 875                         int shift = datablkshift + epbs * db->db_level;
 876                         uint64_t beginblk = shift >= 64 ? 0 :
 877                             (txh->txh_arg1 >> shift);
 878                         uint64_t endblk = shift >= 64 ? 0 :
 879                             ((txh->txh_arg1 + txh->txh_arg2 - 1) >> shift);
 880                         uint64_t blkid = db->db_blkid;
 881
 882                         /* XXX txh_arg2 better not be zero... */
 883
 884                         dprintf("found txh type %x beginblk=%llx endblk=%llx\n",
 885                             txh->txh_type, beginblk, endblk);
 886
 887                         switch (txh->txh_type) {
 888                         case THT_WRITE:
 889                                 if (blkid >= beginblk && blkid <= endblk)
 890                                         match_offset = TRUE;
 891                                 /*
 892                                  * We will let this hold work for the bonus
 893                                  * or spill buffer so that we don't need to
 894                                  * hold it when creating a new object.
 895                                  */
 896                                 if (blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
 897                                     blkid == DMU_SPILL_BLKID)
 898                                         match_offset = TRUE;
 899                                 /*
 900                                  * They might have to increase nlevels,
 901                                  * thus dirtying the new TLIBs.  Or the
 902                                  * might have to change the block size,
 903                                  * thus dirying the new lvl=0 blk=0.
 904                                  */
 905                                 if (blkid == 0)
 906                                         match_offset = TRUE;
 907                                 break;
 908                         case THT_FREE:
 909                                 /*
 910                                  * We will dirty all the level 1 blocks in
 911                                  * the free range and perhaps the first and
 912                                  * last level 0 block.
 913                                  */
 914                                 if (blkid >= beginblk && (blkid <= endblk ||
 915                                     txh->txh_arg2 == DMU_OBJECT_END))
 916                                         match_offset = TRUE;
 917                                 break;
 918                         case THT_SPILL:
 919                                 if (blkid == DMU_SPILL_BLKID)
 920                                         match_offset = TRUE;
 921                                 break;
 922                         case THT_BONUS:
 923                                 if (blkid == DMU_BONUS_BLKID)
 924                                         match_offset = TRUE;
 925                                 break;
 926                         case THT_ZAP:
 927                                 match_offset = TRUE;
 928                                 break;
 929                         case THT_NEWOBJECT:
 930                                 match_object = TRUE;
 931                                 break;
 932                         default:
 933                                 ASSERT(!"bad txh_type");
 934                         }
 935                 }
 936                 if (match_object && match_offset) {
 937                         DB_DNODE_EXIT(db);
 938                         return;
 939                 }
 940         }
 941         DB_DNODE_EXIT(db);
 942         panic("dirtying dbuf obj=%llx lvl=%u blkid=%llx but not tx_held\n",
 943             (u_longlong_t)db->db.db_object, db->db_level,
 944             (u_longlong_t)db->db_blkid);
 945 }
 946 #endif
 947
 948 /*
 949  * If we can't do 10 iops, something is wrong.  Let us go ahead
 950  * and hit zfs_dirty_data_max.
 951  */
 952 hrtime_t zfs_delay_max_ns = MSEC2NSEC(100);
 953 int zfs_delay_resolution_ns = 100 * 1000; /* 100 microseconds */
 954
 955 /*
 956  * We delay transactions when we've determined that the backend storage
 957  * isn't able to accommodate the rate of incoming writes.
 958  *
 959  * If there is already a transaction waiting, we delay relative to when
 960  * that transaction finishes waiting.  This way the calculated min_time
 961  * is independent of the number of threads concurrently executing
 962  * transactions.
 963  *
 964  * If we are the only waiter, wait relative to when the transaction
 965  * started, rather than the current time.  This credits the transaction for
 966  * "time already served", e.g. reading indirect blocks.
 967  *
 968  * The minimum time for a transaction to take is calculated as:
 969  *     min_time = scale * (dirty - min) / (max - dirty)
 970  *     min_time is then capped at zfs_delay_max_ns.
 971  *
 972  * The delay has two degrees of freedom that can be adjusted via tunables.
 973  * The percentage of dirty data at which we start to delay is defined by
 974  * zfs_delay_min_dirty_percent. This should typically be at or above
 975  * zfs_vdev_async_write_active_max_dirty_percent so that we only start to
 976  * delay after writing at full speed has failed to keep up with the incoming
 977  * write rate. The scale of the curve is defined by zfs_delay_scale. Roughly
 978  * speaking, this variable determines the amount of delay at the midpoint of
 979  * the curve.
 980  *
 981  * delay
 982  *  10ms +-------------------------------------------------------------*+
 983  *       |                                                             *|
 984  *   9ms +                                                             *+
 985  *       |                                                             *|
 986  *   8ms +                                                             *+
 987  *       |                                                            * |
 988  *   7ms +                                                            * +
 989  *       |                                                            * |
 990  *   6ms +                                                            * +
 991  *       |                                                            * |
 992  *   5ms +                                                           *  +
 993  *       |                                                           *  |
 994  *   4ms +                                                           *  +
 995  *       |                                                           *  |
 996  *   3ms +                                                          *   +
 997  *       |                                                          *   |
 998  *   2ms +                                              (midpoint) *    +
 999  *       |                                                  |    **     |
1000  *   1ms +                                                  v ***       +
1001  *       |             zfs_delay_scale ---------->     ********         |
1002  *     0 +-------------------------------------*********----------------+
1003  *       0%                    <- zfs_dirty_data_max ->               100%
1004  *
1005  * Note that since the delay is added to the outstanding time remaining on the
1006  * most recent transaction, the delay is effectively the inverse of IOPS.
1007  * Here the midpoint of 500us translates to 2000 IOPS. The shape of the curve
1008  * was chosen such that small changes in the amount of accumulated dirty data
1009  * in the first 3/4 of the curve yield relatively small differences in the
1010  * amount of delay.
1011  *
1012  * The effects can be easier to understand when the amount of delay is
1013  * represented on a log scale:
1014  *
1015  * delay
1016  * 100ms +-------------------------------------------------------------++
1017  *       +                                                              +
1018  *       |                                                              |
1019  *       +                                                             *+
1020  *  10ms +                                                             *+
1021  *       +                                                           ** +
1022  *       |                                              (midpoint)  **  |
1023  *       +                                                  |     **    +
1024  *   1ms +                                                  v ****      +
1025  *       +             zfs_delay_scale ---------->        *****         +
1026  *       |                                             ****             |
1027  *       +                                          ****                +
1028  * 100us +                                        **                    +
1029  *       +                                       *                      +
1030  *       |                                      *                       |
1031  *       +                                     *                        +
1032  *  10us +                                     *                        +
1033  *       +                                                              +
1034  *       |                                                              |
1035  *       +                                                              +
1036  *       +--------------------------------------------------------------+
1037  *       0%                    <- zfs_dirty_data_max ->               100%
1038  *
1039  * Note here that only as the amount of dirty data approaches its limit does
1040  * the delay start to increase rapidly. The goal of a properly tuned system
1041  * should be to keep the amount of dirty data out of that range by first
1042  * ensuring that the appropriate limits are set for the I/O scheduler to reach
1043  * optimal throughput on the backend storage, and then by changing the value
1044  * of zfs_delay_scale to increase the steepness of the curve.
1045  */
1046 static void
1047 dmu_tx_delay(dmu_tx_t *tx, uint64_t dirty)
1048 {
1049         dsl_pool_t *dp = tx->tx_pool;
1050         uint64_t delay_min_bytes =
1051             zfs_dirty_data_max * zfs_delay_min_dirty_percent / 100;
1052         hrtime_t wakeup, min_tx_time, now;
1053
1054         if (dirty <= delay_min_bytes)
1055                 return;
1056
1057         /*
1058          * The caller has already waited until we are under the max.
1059          * We make them pass us the amount of dirty data so we don't
1060          * have to handle the case of it being >= the max, which could
1061          * cause a divide-by-zero if it's == the max.
1062          */
1063         ASSERT3U(dirty, <, zfs_dirty_data_max);
1064
1065         now = gethrtime();
1066         min_tx_time = zfs_delay_scale *
1067             (dirty - delay_min_bytes) / (zfs_dirty_data_max - dirty);
1068         if (now > tx->tx_start + min_tx_time)
1069                 return;
1070
1071         min_tx_time = MIN(min_tx_time, zfs_delay_max_ns);
1072
1073         DTRACE_PROBE3(delay__mintime, dmu_tx_t *, tx, uint64_t, dirty,
1074             uint64_t, min_tx_time);
1075
1076         mutex_enter(&dp->dp_lock);
1077         wakeup = MAX(tx->tx_start + min_tx_time,
1078             dp->dp_last_wakeup + min_tx_time);
1079         dp->dp_last_wakeup = wakeup;
1080         mutex_exit(&dp->dp_lock);
1081
1082 #ifdef _KERNEL
1083 #ifdef illumos
1084         mutex_enter(&curthread->t_delay_lock);
1085         while (cv_timedwait_hires(&curthread->t_delay_cv,
1086             &curthread->t_delay_lock, wakeup, zfs_delay_resolution_ns,
1087             CALLOUT_FLAG_ABSOLUTE | CALLOUT_FLAG_ROUNDUP) > 0)
1088                 continue;
1089         mutex_exit(&curthread->t_delay_lock);
1090 #else
1091         pause_sbt("dmu_tx_delay", wakeup * SBT_1NS,
1092             zfs_delay_resolution_ns * SBT_1NS, C_ABSOLUTE);
1093 #endif
1094 #else
1095         hrtime_t delta = wakeup - gethrtime();
1096         struct timespec ts;
1097         ts.tv_sec = delta / NANOSEC;
1098         ts.tv_nsec = delta % NANOSEC;
1099         (void) nanosleep(&ts, NULL);
1100 #endif
1101 }
1102
1103 static int
1104 dmu_tx_try_assign(dmu_tx_t *tx, txg_how_t txg_how)
1105 {
1106         dmu_tx_hold_t *txh;
1107         spa_t *spa = tx->tx_pool->dp_spa;
1108         uint64_t memory, asize, fsize, usize;
1109         uint64_t towrite, tofree, tooverwrite, tounref, tohold, fudge;
1110
1111         ASSERT0(tx->tx_txg);
1112
1113         if (tx->tx_err)
1114                 return (tx->tx_err);
1115
1116         if (spa_suspended(spa)) {
1117                 /*
1118                  * If the user has indicated a blocking failure mode
1119                  * then return ERESTART which will block in dmu_tx_wait().
1120                  * Otherwise, return EIO so that an error can get
1121                  * propagated back to the VOP calls.
1122                  *
1123                  * Note that we always honor the txg_how flag regardless
1124                  * of the failuremode setting.
1125                  */
1126                 if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE &&
1127                     txg_how != TXG_WAIT)
1128                         return (SET_ERROR(EIO));
1129
1130                 return (SET_ERROR(ERESTART));
1131         }
1132
1133         if (!tx->tx_waited &&
1134             dsl_pool_need_dirty_delay(tx->tx_pool)) {
1135                 tx->tx_wait_dirty = B_TRUE;
1136                 return (SET_ERROR(ERESTART));
1137         }
1138
1139         tx->tx_txg = txg_hold_open(tx->tx_pool, &tx->tx_txgh);
1140         tx->tx_needassign_txh = NULL;
1141
1142         /*
1143          * NB: No error returns are allowed after txg_hold_open, but
1144          * before processing the dnode holds, due to the
1145          * dmu_tx_unassign() logic.
1146          */
1147
1148         towrite = tofree = tooverwrite = tounref = tohold = fudge = 0;
1149         for (txh = list_head(&tx->tx_holds); txh;
1150             txh = list_next(&tx->tx_holds, txh)) {
1151                 dnode_t *dn = txh->txh_dnode;
1152                 if (dn != NULL) {
1153                         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1154                         if (dn->dn_assigned_txg == tx->tx_txg - 1) {
1155                                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1156                                 tx->tx_needassign_txh = txh;
1157                                 return (SET_ERROR(ERESTART));
1158                         }
1159                         if (dn->dn_assigned_txg == 0)
1160                                 dn->dn_assigned_txg = tx->tx_txg;
1161                         ASSERT3U(dn->dn_assigned_txg, ==, tx->tx_txg);
1162                         (void) refcount_add(&dn->dn_tx_holds, tx);
1163                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1164                 }
1165                 towrite += txh->txh_space_towrite;
1166                 tofree += txh->txh_space_tofree;
1167                 tooverwrite += txh->txh_space_tooverwrite;
1168                 tounref += txh->txh_space_tounref;
1169                 tohold += txh->txh_memory_tohold;
1170                 fudge += txh->txh_fudge;
1171         }
1172
1173         /*
1174          * If a snapshot has been taken since we made our estimates,
1175          * assume that we won't be able to free or overwrite anything.
1176          */
1177         if (tx->tx_objset &&
1178             dsl_dataset_prev_snap_txg(tx->tx_objset->os_dsl_dataset) >
1179             tx->tx_lastsnap_txg) {
1180                 towrite += tooverwrite;
1181                 tooverwrite = tofree = 0;
1182         }
1183
1184         /* needed allocation: worst-case estimate of write space */
1185         asize = spa_get_asize(tx->tx_pool->dp_spa, towrite + tooverwrite);
1186         /* freed space estimate: worst-case overwrite + free estimate */
1187         fsize = spa_get_asize(tx->tx_pool->dp_spa, tooverwrite) + tofree;
1188         /* convert unrefd space to worst-case estimate */
1189         usize = spa_get_asize(tx->tx_pool->dp_spa, tounref);
1190         /* calculate memory footprint estimate */
1191         memory = towrite + tooverwrite + tohold;
1192
1193 #ifdef ZFS_DEBUG
1194         /*
1195          * Add in 'tohold' to account for our dirty holds on this memory
1196          * XXX - the "fudge" factor is to account for skipped blocks that
1197          * we missed because dnode_next_offset() misses in-core-only blocks.
1198          */
1199         tx->tx_space_towrite = asize +
1200             spa_get_asize(tx->tx_pool->dp_spa, tohold + fudge);
1201         tx->tx_space_tofree = tofree;
1202         tx->tx_space_tooverwrite = tooverwrite;
1203         tx->tx_space_tounref = tounref;
1204 #endif
1205
1206         if (tx->tx_dir && asize != 0) {
1207                 int err = dsl_dir_tempreserve_space(tx->tx_dir, memory,
1208                     asize, fsize, usize, &tx->tx_tempreserve_cookie, tx);
1209                 if (err)
1210                         return (err);
1211         }
1212
1213         return (0);
1214 }
1215
1216 static void
1217 dmu_tx_unassign(dmu_tx_t *tx)
1218 {
1219         dmu_tx_hold_t *txh;
1220
1221         if (tx->tx_txg == 0)
1222                 return;
1223
1224         txg_rele_to_quiesce(&tx->tx_txgh);
1225
1226         /*
1227          * Walk the transaction's hold list, removing the hold on the
1228          * associated dnode, and notifying waiters if the refcount drops to 0.
1229          */
1230         for (txh = list_head(&tx->tx_holds); txh != tx->tx_needassign_txh;
1231             txh = list_next(&tx->tx_holds, txh)) {
1232                 dnode_t *dn = txh->txh_dnode;
1233
1234                 if (dn == NULL)
1235                         continue;
1236                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1237                 ASSERT3U(dn->dn_assigned_txg, ==, tx->tx_txg);
1238
1239                 if (refcount_remove(&dn->dn_tx_holds, tx) == 0) {
1240                         dn->dn_assigned_txg = 0;
1241                         cv_broadcast(&dn->dn_notxholds);
1242                 }
1243                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1244         }
1245
1246         txg_rele_to_sync(&tx->tx_txgh);
1247
1248         tx->tx_lasttried_txg = tx->tx_txg;
1249         tx->tx_txg = 0;
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Assign tx to a transaction group.  txg_how can be one of:
1254  *
1255  * (1)  TXG_WAIT.  If the current open txg is full, waits until there's
1256  *      a new one.  This should be used when you're not holding locks.
1257  *      It will only fail if we're truly out of space (or over quota).
1258  *
1259  * (2)  TXG_NOWAIT.  If we can't assign into the current open txg without
1260  *      blocking, returns immediately with ERESTART.  This should be used
1261  *      whenever you're holding locks.  On an ERESTART error, the caller
1262  *      should drop locks, do a dmu_tx_wait(tx), and try again.
1263  *
1264  * (3)  TXG_WAITED.  Like TXG_NOWAIT, but indicates that dmu_tx_wait()
1265  *      has already been called on behalf of this operation (though
1266  *      most likely on a different tx).
1267  */
1268 int
1269 dmu_tx_assign(dmu_tx_t *tx, txg_how_t txg_how)
1270 {
1271         int err;
1272
1273         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
1274         ASSERT(txg_how == TXG_WAIT || txg_how == TXG_NOWAIT ||
1275             txg_how == TXG_WAITED);
1276         ASSERT(!dsl_pool_sync_context(tx->tx_pool));
1277
1278         /* If we might wait, we must not hold the config lock. */
1279         ASSERT(txg_how != TXG_WAIT || !dsl_pool_config_held(tx->tx_pool));
1280
1281         if (txg_how == TXG_WAITED)
1282                 tx->tx_waited = B_TRUE;
1283
1284         while ((err = dmu_tx_try_assign(tx, txg_how)) != 0) {
1285                 dmu_tx_unassign(tx);
1286
1287                 if (err != ERESTART || txg_how != TXG_WAIT)
1288                         return (err);
1289
1290                 dmu_tx_wait(tx);
1291         }
1292
1293         txg_rele_to_quiesce(&tx->tx_txgh);
1294
1295         return (0);
1296 }
1297
1298 void
1299 dmu_tx_wait(dmu_tx_t *tx)
1300 {
1301         spa_t *spa = tx->tx_pool->dp_spa;
1302         dsl_pool_t *dp = tx->tx_pool;
1303
1304         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
1305         ASSERT(!dsl_pool_config_held(tx->tx_pool));
1306
1307         if (tx->tx_wait_dirty) {
1308                 /*
1309                  * dmu_tx_try_assign() has determined that we need to wait
1310                  * because we've consumed much or all of the dirty buffer
1311                  * space.
1312                  */
1313                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
1314                 while (dp->dp_dirty_total >= zfs_dirty_data_max)
1315                         cv_wait(&dp->dp_spaceavail_cv, &dp->dp_lock);
1316                 uint64_t dirty = dp->dp_dirty_total;
1317                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
1318
1319                 dmu_tx_delay(tx, dirty);
1320
1321                 tx->tx_wait_dirty = B_FALSE;
1322
1323                 /*
1324                  * Note: setting tx_waited only has effect if the caller
1325                  * used TX_WAIT.  Otherwise they are going to destroy
1326                  * this tx and try again.  The common case, zfs_write(),
1327                  * uses TX_WAIT.
1328                  */
1329                 tx->tx_waited = B_TRUE;
1330         } else if (spa_suspended(spa) || tx->tx_lasttried_txg == 0) {
1331                 /*
1332                  * If the pool is suspended we need to wait until it
1333                  * is resumed.  Note that it's possible that the pool
1334                  * has become active after this thread has tried to
1335                  * obtain a tx.  If that's the case then tx_lasttried_txg
1336                  * would not have been set.
1337                  */
1338                 txg_wait_synced(dp, spa_last_synced_txg(spa) + 1);
1339         } else if (tx->tx_needassign_txh) {
1340                 /*
1341                  * A dnode is assigned to the quiescing txg.  Wait for its
1342                  * transaction to complete.
1343                  */
1344                 dnode_t *dn = tx->tx_needassign_txh->txh_dnode;
1345
1346                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1347                 while (dn->dn_assigned_txg == tx->tx_lasttried_txg - 1)
1348                         cv_wait(&dn->dn_notxholds, &dn->dn_mtx);
1349                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1350                 tx->tx_needassign_txh = NULL;
1351         } else {
1352                 txg_wait_open(tx->tx_pool, tx->tx_lasttried_txg + 1);
1353         }
1354 }
1355
1356 void
1357 dmu_tx_willuse_space(dmu_tx_t *tx, int64_t delta)
1358 {
1359 #ifdef ZFS_DEBUG
1360         if (tx->tx_dir == NULL || delta == 0)
1361                 return;
1362
1363         if (delta > 0) {
1364                 ASSERT3U(refcount_count(&tx->tx_space_written) + delta, <=,
1365                     tx->tx_space_towrite);
1366                 (void) refcount_add_many(&tx->tx_space_written, delta, NULL);
1367         } else {
1368                 (void) refcount_add_many(&tx->tx_space_freed, -delta, NULL);
1369         }
1370 #endif
1371 }
1372
1373 void
1374 dmu_tx_commit(dmu_tx_t *tx)
1375 {
1376         dmu_tx_hold_t *txh;
1377
1378         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1379
1380         /*
1381          * Go through the transaction's hold list and remove holds on
1382          * associated dnodes, notifying waiters if no holds remain.
1383          */
1384         while (txh = list_head(&tx->tx_holds)) {
1385                 dnode_t *dn = txh->txh_dnode;
1386
1387                 list_remove(&tx->tx_holds, txh);
1388                 kmem_free(txh, sizeof (dmu_tx_hold_t));
1389                 if (dn == NULL)
1390                         continue;
1391                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1392                 ASSERT3U(dn->dn_assigned_txg, ==, tx->tx_txg);
1393
1394                 if (refcount_remove(&dn->dn_tx_holds, tx) == 0) {
1395                         dn->dn_assigned_txg = 0;
1396                         cv_broadcast(&dn->dn_notxholds);
1397                 }
1398                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1399                 dnode_rele(dn, tx);
1400         }
1401
1402         if (tx->tx_tempreserve_cookie)
1403                 dsl_dir_tempreserve_clear(tx->tx_tempreserve_cookie, tx);
1404
1405         if (!list_is_empty(&tx->tx_callbacks))
1406                 txg_register_callbacks(&tx->tx_txgh, &tx->tx_callbacks);
1407
1408         if (tx->tx_anyobj == FALSE)
1409                 txg_rele_to_sync(&tx->tx_txgh);
1410
1411         list_destroy(&tx->tx_callbacks);
1412         list_destroy(&tx->tx_holds);
1413 #ifdef ZFS_DEBUG
1414         dprintf("towrite=%llu written=%llu tofree=%llu freed=%llu\n",
1415             tx->tx_space_towrite, refcount_count(&tx->tx_space_written),
1416             tx->tx_space_tofree, refcount_count(&tx->tx_space_freed));
1417         refcount_destroy_many(&tx->tx_space_written,
1418             refcount_count(&tx->tx_space_written));
1419         refcount_destroy_many(&tx->tx_space_freed,
1420             refcount_count(&tx->tx_space_freed));
1421 #endif
1422         kmem_free(tx, sizeof (dmu_tx_t));
1423 }
1424
1425 void
1426 dmu_tx_abort(dmu_tx_t *tx)
1427 {
1428         dmu_tx_hold_t *txh;
1429
1430         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
1431
1432         while (txh = list_head(&tx->tx_holds)) {
1433                 dnode_t *dn = txh->txh_dnode;
1434
1435                 list_remove(&tx->tx_holds, txh);
1436                 kmem_free(txh, sizeof (dmu_tx_hold_t));
1437                 if (dn != NULL)
1438                         dnode_rele(dn, tx);
1439         }
1440
1441         /*
1442          * Call any registered callbacks with an error code.
1443          */
1444         if (!list_is_empty(&tx->tx_callbacks))
1445                 dmu_tx_do_callbacks(&tx->tx_callbacks, ECANCELED);
1446
1447         list_destroy(&tx->tx_callbacks);
1448         list_destroy(&tx->tx_holds);
1449 #ifdef ZFS_DEBUG
1450         refcount_destroy_many(&tx->tx_space_written,
1451             refcount_count(&tx->tx_space_written));
1452         refcount_destroy_many(&tx->tx_space_freed,
1453             refcount_count(&tx->tx_space_freed));
1454 #endif
1455         kmem_free(tx, sizeof (dmu_tx_t));
1456 }
1457
1458 uint64_t
1459 dmu_tx_get_txg(dmu_tx_t *tx)
1460 {
1461         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1462         return (tx->tx_txg);
1463 }
1464
1465 dsl_pool_t *
1466 dmu_tx_pool(dmu_tx_t *tx)
1467 {
1468         ASSERT(tx->tx_pool != NULL);
1469         return (tx->tx_pool);
1470 }
1471
1472
1473 void
1474 dmu_tx_callback_register(dmu_tx_t *tx, dmu_tx_callback_func_t *func, void *data)
1475 {
1476         dmu_tx_callback_t *dcb;
1477
1478         dcb = kmem_alloc(sizeof (dmu_tx_callback_t), KM_SLEEP);
1479
1480         dcb->dcb_func = func;
1481         dcb->dcb_data = data;
1482
1483         list_insert_tail(&tx->tx_callbacks, dcb);
1484 }
1485
1486 /*
1487  * Call all the commit callbacks on a list, with a given error code.
1488  */
1489 void
1490 dmu_tx_do_callbacks(list_t *cb_list, int error)
1491 {
1492         dmu_tx_callback_t *dcb;
1493
1494         while (dcb = list_head(cb_list)) {
1495                 list_remove(cb_list, dcb);
1496                 dcb->dcb_func(dcb->dcb_data, error);
1497                 kmem_free(dcb, sizeof (dmu_tx_callback_t));
1498         }
1499 }
1500
1501 /*
1502  * Interface to hold a bunch of attributes.
1503  * used for creating new files.
1504  * attrsize is the total size of all attributes
1505  * to be added during object creation
1506  *
1507  * For updating/adding a single attribute dmu_tx_hold_sa() should be used.
1508  */
1509
1510 /*
1511  * hold necessary attribute name for attribute registration.
1512  * should be a very rare case where this is needed.  If it does
1513  * happen it would only happen on the first write to the file system.
1514  */
1515 static void
1516 dmu_tx_sa_registration_hold(sa_os_t *sa, dmu_tx_t *tx)
1517 {
1518         int i;
1519
1520         if (!sa->sa_need_attr_registration)
1521                 return;
1522
1523         for (i = 0; i != sa->sa_num_attrs; i++) {
1524                 if (!sa->sa_attr_table[i].sa_registered) {
1525                         if (sa->sa_reg_attr_obj)
1526                                 dmu_tx_hold_zap(tx, sa->sa_reg_attr_obj,
1527                                     B_TRUE, sa->sa_attr_table[i].sa_name);
1528                         else
1529                                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT,
1530                                     B_TRUE, sa->sa_attr_table[i].sa_name);
1531                 }
1532         }
1533 }
1534
1535
1536 void
1537 dmu_tx_hold_spill(dmu_tx_t *tx, uint64_t object)
1538 {
1539         dnode_t *dn;
1540         dmu_tx_hold_t *txh;
1541
1542         txh = dmu_tx_hold_object_impl(tx, tx->tx_objset, object,
1543             THT_SPILL, 0, 0);
1544
1545         dn = txh->txh_dnode;
1546
1547         if (dn == NULL)
1548                 return;
1549
1550         /* If blkptr doesn't exist then add space to towrite */
1551         if (!(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR)) {
1552                 txh->txh_space_towrite += SPA_MAXBLOCKSIZE;
1553         } else {
1554                 blkptr_t *bp;
1555
1556                 bp = &dn->dn_phys->dn_spill;
1557                 if (dsl_dataset_block_freeable(dn->dn_objset->os_dsl_dataset,
1558                     bp, bp->blk_birth))
1559                         txh->txh_space_tooverwrite += SPA_MAXBLOCKSIZE;
1560                 else
1561                         txh->txh_space_towrite += SPA_MAXBLOCKSIZE;
1562                 if (!BP_IS_HOLE(bp))
1563                         txh->txh_space_tounref += SPA_MAXBLOCKSIZE;
1564         }
1565 }
1566
1567 void
1568 dmu_tx_hold_sa_create(dmu_tx_t *tx, int attrsize)
1569 {
1570         sa_os_t *sa = tx->tx_objset->os_sa;
1571
1572         dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1573
1574         if (tx->tx_objset->os_sa->sa_master_obj == 0)
1575                 return;
1576
1577         if (tx->tx_objset->os_sa->sa_layout_attr_obj)
1578                 dmu_tx_hold_zap(tx, sa->sa_layout_attr_obj, B_TRUE, NULL);
1579         else {
1580                 dmu_tx_hold_zap(tx, sa->sa_master_obj, B_TRUE, SA_LAYOUTS);
1581                 dmu_tx_hold_zap(tx, sa->sa_master_obj, B_TRUE, SA_REGISTRY);
1582                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1583                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1584         }
1585
1586         dmu_tx_sa_registration_hold(sa, tx);
1587
1588         if (attrsize <= DN_MAX_BONUSLEN && !sa->sa_force_spill)
1589                 return;
1590
1591         (void) dmu_tx_hold_object_impl(tx, tx->tx_objset, DMU_NEW_OBJECT,
1592             THT_SPILL, 0, 0);
1593 }
1594
1595 /*
1596  * Hold SA attribute
1597  *
1598  * dmu_tx_hold_sa(dmu_tx_t *tx, sa_handle_t *, attribute, add, size)
1599  *
1600  * variable_size is the total size of all variable sized attributes
1601  * passed to this function.  It is not the total size of all
1602  * variable size attributes that *may* exist on this object.
1603  */
1604 void
1605 dmu_tx_hold_sa(dmu_tx_t *tx, sa_handle_t *hdl, boolean_t may_grow)
1606 {
1607         uint64_t object;
1608         sa_os_t *sa = tx->tx_objset->os_sa;
1609
1610         ASSERT(hdl != NULL);
1611
1612         object = sa_handle_object(hdl);
1613
1614         dmu_tx_hold_bonus(tx, object);
1615
1616         if (tx->tx_objset->os_sa->sa_master_obj == 0)
1617                 return;
1618
1619         if (tx->tx_objset->os_sa->sa_reg_attr_obj == 0 ||
1620             tx->tx_objset->os_sa->sa_layout_attr_obj == 0) {
1621                 dmu_tx_hold_zap(tx, sa->sa_master_obj, B_TRUE, SA_LAYOUTS);
1622                 dmu_tx_hold_zap(tx, sa->sa_master_obj, B_TRUE, SA_REGISTRY);
1623                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1624                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1625         }
1626
1627         dmu_tx_sa_registration_hold(sa, tx);
1628
1629         if (may_grow && tx->tx_objset->os_sa->sa_layout_attr_obj)
1630                 dmu_tx_hold_zap(tx, sa->sa_layout_attr_obj, B_TRUE, NULL);
1631
1632         if (sa->sa_force_spill || may_grow || hdl->sa_spill) {
1633                 ASSERT(tx->tx_txg == 0);
1634                 dmu_tx_hold_spill(tx, object);
1635         } else {
1636                 dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)hdl->sa_bonus;
1637                 dnode_t *dn;
1638
1639                 DB_DNODE_ENTER(db);
1640                 dn = DB_DNODE(db);
1641                 if (dn->dn_have_spill) {
1642                         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
1643                         dmu_tx_hold_spill(tx, object);
1644                 }
1645                 DB_DNODE_EXIT(db);
1646         }
1647 }