]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - module/zfs/dsl_pool.c
Do not persist user/group/project quota zap objects when unneeded
[FreeBSD/FreeBSD.git] / module / zfs / dsl_pool.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 https://opensource.org/licenses/CDDL-1.0.
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) 2011, 2020 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2013 Steven Hartland. All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2014 Spectra Logic Corporation, All rights reserved.
26  * Copyright 2016 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
27  */
28
29 #include <sys/dsl_pool.h>
30 #include <sys/dsl_dataset.h>
31 #include <sys/dsl_prop.h>
32 #include <sys/dsl_dir.h>
33 #include <sys/dsl_synctask.h>
34 #include <sys/dsl_scan.h>
35 #include <sys/dnode.h>
36 #include <sys/dmu_tx.h>
37 #include <sys/dmu_objset.h>
38 #include <sys/arc.h>
39 #include <sys/zap.h>
40 #include <sys/zio.h>
41 #include <sys/zfs_context.h>
42 #include <sys/fs/zfs.h>
43 #include <sys/zfs_znode.h>
44 #include <sys/spa_impl.h>
45 #include <sys/vdev_impl.h>
46 #include <sys/metaslab_impl.h>
47 #include <sys/bptree.h>
48 #include <sys/zfeature.h>
49 #include <sys/zil_impl.h>
50 #include <sys/dsl_userhold.h>
51 #include <sys/trace_zfs.h>
52 #include <sys/mmp.h>
53
54 /*
55  * ZFS Write Throttle
56  * ------------------
57  *
58  * ZFS must limit the rate of incoming writes to the rate at which it is able
59  * to sync data modifications to the backend storage. Throttling by too much
60  * creates an artificial limit; throttling by too little can only be sustained
61  * for short periods and would lead to highly lumpy performance. On a per-pool
62  * basis, ZFS tracks the amount of modified (dirty) data. As operations change
63  * data, the amount of dirty data increases; as ZFS syncs out data, the amount
64  * of dirty data decreases. When the amount of dirty data exceeds a
65  * predetermined threshold further modifications are blocked until the amount
66  * of dirty data decreases (as data is synced out).
67  *
68  * The limit on dirty data is tunable, and should be adjusted according to
69  * both the IO capacity and available memory of the system. The larger the
70  * window, the more ZFS is able to aggregate and amortize metadata (and data)
71  * changes. However, memory is a limited resource, and allowing for more dirty
72  * data comes at the cost of keeping other useful data in memory (for example
73  * ZFS data cached by the ARC).
74  *
75  * Implementation
76  *
77  * As buffers are modified dsl_pool_willuse_space() increments both the per-
78  * txg (dp_dirty_pertxg[]) and poolwide (dp_dirty_total) accounting of
79  * dirty space used; dsl_pool_dirty_space() decrements those values as data
80  * is synced out from dsl_pool_sync(). While only the poolwide value is
81  * relevant, the per-txg value is useful for debugging. The tunable
82  * zfs_dirty_data_max determines the dirty space limit. Once that value is
83  * exceeded, new writes are halted until space frees up.
84  *
85  * The zfs_dirty_data_sync_percent tunable dictates the threshold at which we
86  * ensure that there is a txg syncing (see the comment in txg.c for a full
87  * description of transaction group stages).
88  *
89  * The IO scheduler uses both the dirty space limit and current amount of
90  * dirty data as inputs. Those values affect the number of concurrent IOs ZFS
91  * issues. See the comment in vdev_queue.c for details of the IO scheduler.
92  *
93  * The delay is also calculated based on the amount of dirty data.  See the
94  * comment above dmu_tx_delay() for details.
95  */
96
97 /*
98  * zfs_dirty_data_max will be set to zfs_dirty_data_max_percent% of all memory,
99  * capped at zfs_dirty_data_max_max.  It can also be overridden with a module
100  * parameter.
101  */
102 uint64_t zfs_dirty_data_max = 0;
103 uint64_t zfs_dirty_data_max_max = 0;
104 uint_t zfs_dirty_data_max_percent = 10;
105 uint_t zfs_dirty_data_max_max_percent = 25;
106
107 /*
108  * The upper limit of TX_WRITE log data.  Write operations are throttled
109  * when approaching the limit until log data is cleared out after txg sync.
110  * It only counts TX_WRITE log with WR_COPIED or WR_NEED_COPY.
111  */
112 uint64_t zfs_wrlog_data_max = 0;
113
114 /*
115  * If there's at least this much dirty data (as a percentage of
116  * zfs_dirty_data_max), push out a txg.  This should be less than
117  * zfs_vdev_async_write_active_min_dirty_percent.
118  */
119 static uint_t zfs_dirty_data_sync_percent = 20;
120
121 /*
122  * Once there is this amount of dirty data, the dmu_tx_delay() will kick in
123  * and delay each transaction.
124  * This value should be >= zfs_vdev_async_write_active_max_dirty_percent.
125  */
126 uint_t zfs_delay_min_dirty_percent = 60;
127
128 /*
129  * This controls how quickly the delay approaches infinity.
130  * Larger values cause it to delay more for a given amount of dirty data.
131  * Therefore larger values will cause there to be less dirty data for a
132  * given throughput.
133  *
134  * For the smoothest delay, this value should be about 1 billion divided
135  * by the maximum number of operations per second.  This will smoothly
136  * handle between 10x and 1/10th this number.
137  *
138  * Note: zfs_delay_scale * zfs_dirty_data_max must be < 2^64, due to the
139  * multiply in dmu_tx_delay().
140  */
141 uint64_t zfs_delay_scale = 1000 * 1000 * 1000 / 2000;
142
143 /*
144  * This determines the number of threads used by the dp_sync_taskq.
145  */
146 static int zfs_sync_taskq_batch_pct = 75;
147
148 /*
149  * These tunables determine the behavior of how zil_itxg_clean() is
150  * called via zil_clean() in the context of spa_sync(). When an itxg
151  * list needs to be cleaned, TQ_NOSLEEP will be used when dispatching.
152  * If the dispatch fails, the call to zil_itxg_clean() will occur
153  * synchronously in the context of spa_sync(), which can negatively
154  * impact the performance of spa_sync() (e.g. in the case of the itxg
155  * list having a large number of itxs that needs to be cleaned).
156  *
157  * Thus, these tunables can be used to manipulate the behavior of the
158  * taskq used by zil_clean(); they determine the number of taskq entries
159  * that are pre-populated when the taskq is first created (via the
160  * "zfs_zil_clean_taskq_minalloc" tunable) and the maximum number of
161  * taskq entries that are cached after an on-demand allocation (via the
162  * "zfs_zil_clean_taskq_maxalloc").
163  *
164  * The idea being, we want to try reasonably hard to ensure there will
165  * already be a taskq entry pre-allocated by the time that it is needed
166  * by zil_clean(). This way, we can avoid the possibility of an
167  * on-demand allocation of a new taskq entry from failing, which would
168  * result in zil_itxg_clean() being called synchronously from zil_clean()
169  * (which can adversely affect performance of spa_sync()).
170  *
171  * Additionally, the number of threads used by the taskq can be
172  * configured via the "zfs_zil_clean_taskq_nthr_pct" tunable.
173  */
174 static int zfs_zil_clean_taskq_nthr_pct = 100;
175 static int zfs_zil_clean_taskq_minalloc = 1024;
176 static int zfs_zil_clean_taskq_maxalloc = 1024 * 1024;
177
178 int
179 dsl_pool_open_special_dir(dsl_pool_t *dp, const char *name, dsl_dir_t **ddp)
180 {
181         uint64_t obj;
182         int err;
183
184         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset,
185             dsl_dir_phys(dp->dp_root_dir)->dd_child_dir_zapobj,
186             name, sizeof (obj), 1, &obj);
187         if (err)
188                 return (err);
189
190         return (dsl_dir_hold_obj(dp, obj, name, dp, ddp));
191 }
192
193 static dsl_pool_t *
194 dsl_pool_open_impl(spa_t *spa, uint64_t txg)
195 {
196         dsl_pool_t *dp;
197         blkptr_t *bp = spa_get_rootblkptr(spa);
198
199         dp = kmem_zalloc(sizeof (dsl_pool_t), KM_SLEEP);
200         dp->dp_spa = spa;
201         dp->dp_meta_rootbp = *bp;
202         rrw_init(&dp->dp_config_rwlock, B_TRUE);
203         txg_init(dp, txg);
204         mmp_init(spa);
205
206         txg_list_create(&dp->dp_dirty_datasets, spa,
207             offsetof(dsl_dataset_t, ds_dirty_link));
208         txg_list_create(&dp->dp_dirty_zilogs, spa,
209             offsetof(zilog_t, zl_dirty_link));
210         txg_list_create(&dp->dp_dirty_dirs, spa,
211             offsetof(dsl_dir_t, dd_dirty_link));
212         txg_list_create(&dp->dp_sync_tasks, spa,
213             offsetof(dsl_sync_task_t, dst_node));
214         txg_list_create(&dp->dp_early_sync_tasks, spa,
215             offsetof(dsl_sync_task_t, dst_node));
216
217         dp->dp_sync_taskq = taskq_create("dp_sync_taskq",
218             zfs_sync_taskq_batch_pct, minclsyspri, 1, INT_MAX,
219             TASKQ_THREADS_CPU_PCT);
220
221         dp->dp_zil_clean_taskq = taskq_create("dp_zil_clean_taskq",
222             zfs_zil_clean_taskq_nthr_pct, minclsyspri,
223             zfs_zil_clean_taskq_minalloc,
224             zfs_zil_clean_taskq_maxalloc,
225             TASKQ_PREPOPULATE | TASKQ_THREADS_CPU_PCT);
226
227         mutex_init(&dp->dp_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
228         cv_init(&dp->dp_spaceavail_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
229
230         aggsum_init(&dp->dp_wrlog_total, 0);
231         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
232                 aggsum_init(&dp->dp_wrlog_pertxg[i], 0);
233         }
234
235         dp->dp_zrele_taskq = taskq_create("z_zrele", 100, defclsyspri,
236             boot_ncpus * 8, INT_MAX, TASKQ_PREPOPULATE | TASKQ_DYNAMIC |
237             TASKQ_THREADS_CPU_PCT);
238         dp->dp_unlinked_drain_taskq = taskq_create("z_unlinked_drain",
239             100, defclsyspri, boot_ncpus, INT_MAX,
240             TASKQ_PREPOPULATE | TASKQ_DYNAMIC | TASKQ_THREADS_CPU_PCT);
241
242         return (dp);
243 }
244
245 int
246 dsl_pool_init(spa_t *spa, uint64_t txg, dsl_pool_t **dpp)
247 {
248         int err;
249         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
250
251         /*
252          * Initialize the caller's dsl_pool_t structure before we actually open
253          * the meta objset.  This is done because a self-healing write zio may
254          * be issued as part of dmu_objset_open_impl() and the spa needs its
255          * dsl_pool_t initialized in order to handle the write.
256          */
257         *dpp = dp;
258
259         err = dmu_objset_open_impl(spa, NULL, &dp->dp_meta_rootbp,
260             &dp->dp_meta_objset);
261         if (err != 0) {
262                 dsl_pool_close(dp);
263                 *dpp = NULL;
264         }
265
266         return (err);
267 }
268
269 int
270 dsl_pool_open(dsl_pool_t *dp)
271 {
272         int err;
273         dsl_dir_t *dd;
274         dsl_dataset_t *ds;
275         uint64_t obj;
276
277         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
278         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
279             DMU_POOL_ROOT_DATASET, sizeof (uint64_t), 1,
280             &dp->dp_root_dir_obj);
281         if (err)
282                 goto out;
283
284         err = dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
285             NULL, dp, &dp->dp_root_dir);
286         if (err)
287                 goto out;
288
289         err = dsl_pool_open_special_dir(dp, MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir);
290         if (err)
291                 goto out;
292
293         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_ORIGIN) {
294                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, ORIGIN_DIR_NAME, &dd);
295                 if (err)
296                         goto out;
297                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
298                     dsl_dir_phys(dd)->dd_head_dataset_obj, FTAG, &ds);
299                 if (err == 0) {
300                         err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
301                             dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, dp,
302                             &dp->dp_origin_snap);
303                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
304                 }
305                 dsl_dir_rele(dd, dp);
306                 if (err)
307                         goto out;
308         }
309
310         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
311                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, FREE_DIR_NAME,
312                     &dp->dp_free_dir);
313                 if (err)
314                         goto out;
315
316                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
317                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
318                 if (err)
319                         goto out;
320                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
321                     dp->dp_meta_objset, obj));
322         }
323
324         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_OBSOLETE_COUNTS)) {
325                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
326                     DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
327                 if (err == 0) {
328                         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_obsolete_bpobj,
329                             dp->dp_meta_objset, obj));
330                 } else if (err == ENOENT) {
331                         /*
332                          * We might not have created the remap bpobj yet.
333                          */
334                 } else {
335                         goto out;
336                 }
337         }
338
339         /*
340          * Note: errors ignored, because the these special dirs, used for
341          * space accounting, are only created on demand.
342          */
343         (void) dsl_pool_open_special_dir(dp, LEAK_DIR_NAME,
344             &dp->dp_leak_dir);
345
346         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_ASYNC_DESTROY)) {
347                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
348                     DMU_POOL_BPTREE_OBJ, sizeof (uint64_t), 1,
349                     &dp->dp_bptree_obj);
350                 if (err != 0)
351                         goto out;
352         }
353
354         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_EMPTY_BPOBJ)) {
355                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
356                     DMU_POOL_EMPTY_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1,
357                     &dp->dp_empty_bpobj);
358                 if (err != 0)
359                         goto out;
360         }
361
362         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
363             DMU_POOL_TMP_USERREFS, sizeof (uint64_t), 1,
364             &dp->dp_tmp_userrefs_obj);
365         if (err == ENOENT)
366                 err = 0;
367         if (err)
368                 goto out;
369
370         err = dsl_scan_init(dp, dp->dp_tx.tx_open_txg);
371
372 out:
373         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
374         return (err);
375 }
376
377 void
378 dsl_pool_close(dsl_pool_t *dp)
379 {
380         /*
381          * Drop our references from dsl_pool_open().
382          *
383          * Since we held the origin_snap from "syncing" context (which
384          * includes pool-opening context), it actually only got a "ref"
385          * and not a hold, so just drop that here.
386          */
387         if (dp->dp_origin_snap != NULL)
388                 dsl_dataset_rele(dp->dp_origin_snap, dp);
389         if (dp->dp_mos_dir != NULL)
390                 dsl_dir_rele(dp->dp_mos_dir, dp);
391         if (dp->dp_free_dir != NULL)
392                 dsl_dir_rele(dp->dp_free_dir, dp);
393         if (dp->dp_leak_dir != NULL)
394                 dsl_dir_rele(dp->dp_leak_dir, dp);
395         if (dp->dp_root_dir != NULL)
396                 dsl_dir_rele(dp->dp_root_dir, dp);
397
398         bpobj_close(&dp->dp_free_bpobj);
399         bpobj_close(&dp->dp_obsolete_bpobj);
400
401         /* undo the dmu_objset_open_impl(mos) from dsl_pool_open() */
402         if (dp->dp_meta_objset != NULL)
403                 dmu_objset_evict(dp->dp_meta_objset);
404
405         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_datasets);
406         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_zilogs);
407         txg_list_destroy(&dp->dp_sync_tasks);
408         txg_list_destroy(&dp->dp_early_sync_tasks);
409         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_dirs);
410
411         taskq_destroy(dp->dp_zil_clean_taskq);
412         taskq_destroy(dp->dp_sync_taskq);
413
414         /*
415          * We can't set retry to TRUE since we're explicitly specifying
416          * a spa to flush. This is good enough; any missed buffers for
417          * this spa won't cause trouble, and they'll eventually fall
418          * out of the ARC just like any other unused buffer.
419          */
420         arc_flush(dp->dp_spa, FALSE);
421
422         mmp_fini(dp->dp_spa);
423         txg_fini(dp);
424         dsl_scan_fini(dp);
425         dmu_buf_user_evict_wait();
426
427         rrw_destroy(&dp->dp_config_rwlock);
428         mutex_destroy(&dp->dp_lock);
429         cv_destroy(&dp->dp_spaceavail_cv);
430
431         ASSERT0(aggsum_value(&dp->dp_wrlog_total));
432         aggsum_fini(&dp->dp_wrlog_total);
433         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
434                 ASSERT0(aggsum_value(&dp->dp_wrlog_pertxg[i]));
435                 aggsum_fini(&dp->dp_wrlog_pertxg[i]);
436         }
437
438         taskq_destroy(dp->dp_unlinked_drain_taskq);
439         taskq_destroy(dp->dp_zrele_taskq);
440         if (dp->dp_blkstats != NULL)
441                 vmem_free(dp->dp_blkstats, sizeof (zfs_all_blkstats_t));
442         kmem_free(dp, sizeof (dsl_pool_t));
443 }
444
445 void
446 dsl_pool_create_obsolete_bpobj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
447 {
448         uint64_t obj;
449         /*
450          * Currently, we only create the obsolete_bpobj where there are
451          * indirect vdevs with referenced mappings.
452          */
453         ASSERT(spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_DEVICE_REMOVAL));
454         /* create and open the obsolete_bpobj */
455         obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, tx);
456         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_obsolete_bpobj, dp->dp_meta_objset, obj));
457         VERIFY0(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
458             DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
459         spa_feature_incr(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_OBSOLETE_COUNTS, tx);
460 }
461
462 void
463 dsl_pool_destroy_obsolete_bpobj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
464 {
465         spa_feature_decr(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_OBSOLETE_COUNTS, tx);
466         VERIFY0(zap_remove(dp->dp_meta_objset,
467             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
468             DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ, tx));
469         bpobj_free(dp->dp_meta_objset,
470             dp->dp_obsolete_bpobj.bpo_object, tx);
471         bpobj_close(&dp->dp_obsolete_bpobj);
472 }
473
474 dsl_pool_t *
475 dsl_pool_create(spa_t *spa, nvlist_t *zplprops __attribute__((unused)),
476     dsl_crypto_params_t *dcp, uint64_t txg)
477 {
478         int err;
479         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
480         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
481 #ifdef _KERNEL
482         objset_t *os;
483 #else
484         objset_t *os __attribute__((unused));
485 #endif
486         dsl_dataset_t *ds;
487         uint64_t obj;
488
489         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
490
491         /* create and open the MOS (meta-objset) */
492         dp->dp_meta_objset = dmu_objset_create_impl(spa,
493             NULL, &dp->dp_meta_rootbp, DMU_OST_META, tx);
494         spa->spa_meta_objset = dp->dp_meta_objset;
495
496         /* create the pool directory */
497         err = zap_create_claim(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
498             DMU_OT_OBJECT_DIRECTORY, DMU_OT_NONE, 0, tx);
499         ASSERT0(err);
500
501         /* Initialize scan structures */
502         VERIFY0(dsl_scan_init(dp, txg));
503
504         /* create and open the root dir */
505         dp->dp_root_dir_obj = dsl_dir_create_sync(dp, NULL, NULL, tx);
506         VERIFY0(dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
507             NULL, dp, &dp->dp_root_dir));
508
509         /* create and open the meta-objset dir */
510         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, MOS_DIR_NAME, tx);
511         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
512             MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir));
513
514         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
515                 /* create and open the free dir */
516                 (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir,
517                     FREE_DIR_NAME, tx);
518                 VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
519                     FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
520
521                 /* create and open the free_bplist */
522                 obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, tx);
523                 VERIFY(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
524                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx) == 0);
525                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
526                     dp->dp_meta_objset, obj));
527         }
528
529         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DSL_SCRUB)
530                 dsl_pool_create_origin(dp, tx);
531
532         /*
533          * Some features may be needed when creating the root dataset, so we
534          * create the feature objects here.
535          */
536         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_FEATURES)
537                 spa_feature_create_zap_objects(spa, tx);
538
539         if (dcp != NULL && dcp->cp_crypt != ZIO_CRYPT_OFF &&
540             dcp->cp_crypt != ZIO_CRYPT_INHERIT)
541                 spa_feature_enable(spa, SPA_FEATURE_ENCRYPTION, tx);
542
543         /* create the root dataset */
544         obj = dsl_dataset_create_sync_dd(dp->dp_root_dir, NULL, dcp, 0, tx);
545
546         /* create the root objset */
547         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj_flags(dp, obj,
548             DS_HOLD_FLAG_DECRYPT, FTAG, &ds));
549         rrw_enter(&ds->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
550         os = dmu_objset_create_impl(dp->dp_spa, ds,
551             dsl_dataset_get_blkptr(ds), DMU_OST_ZFS, tx);
552         rrw_exit(&ds->ds_bp_rwlock, FTAG);
553 #ifdef _KERNEL
554         zfs_create_fs(os, kcred, zplprops, tx);
555 #endif
556         dsl_dataset_rele_flags(ds, DS_HOLD_FLAG_DECRYPT, FTAG);
557
558         dmu_tx_commit(tx);
559
560         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
561
562         return (dp);
563 }
564
565 /*
566  * Account for the meta-objset space in its placeholder dsl_dir.
567  */
568 void
569 dsl_pool_mos_diduse_space(dsl_pool_t *dp,
570     int64_t used, int64_t comp, int64_t uncomp)
571 {
572         ASSERT3U(comp, ==, uncomp); /* it's all metadata */
573         mutex_enter(&dp->dp_lock);
574         dp->dp_mos_used_delta += used;
575         dp->dp_mos_compressed_delta += comp;
576         dp->dp_mos_uncompressed_delta += uncomp;
577         mutex_exit(&dp->dp_lock);
578 }
579
580 static void
581 dsl_pool_sync_mos(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
582 {
583         zio_t *zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
584         dmu_objset_sync(dp->dp_meta_objset, zio, tx);
585         VERIFY0(zio_wait(zio));
586         dmu_objset_sync_done(dp->dp_meta_objset, tx);
587         taskq_wait(dp->dp_sync_taskq);
588         multilist_destroy(&dp->dp_meta_objset->os_synced_dnodes);
589
590         dprintf_bp(&dp->dp_meta_rootbp, "meta objset rootbp is %s", "");
591         spa_set_rootblkptr(dp->dp_spa, &dp->dp_meta_rootbp);
592 }
593
594 static void
595 dsl_pool_dirty_delta(dsl_pool_t *dp, int64_t delta)
596 {
597         ASSERT(MUTEX_HELD(&dp->dp_lock));
598
599         if (delta < 0)
600                 ASSERT3U(-delta, <=, dp->dp_dirty_total);
601
602         dp->dp_dirty_total += delta;
603
604         /*
605          * Note: we signal even when increasing dp_dirty_total.
606          * This ensures forward progress -- each thread wakes the next waiter.
607          */
608         if (dp->dp_dirty_total < zfs_dirty_data_max)
609                 cv_signal(&dp->dp_spaceavail_cv);
610 }
611
612 void
613 dsl_pool_wrlog_count(dsl_pool_t *dp, int64_t size, uint64_t txg)
614 {
615         ASSERT3S(size, >=, 0);
616
617         aggsum_add(&dp->dp_wrlog_pertxg[txg & TXG_MASK], size);
618         aggsum_add(&dp->dp_wrlog_total, size);
619
620         /* Choose a value slightly bigger than min dirty sync bytes */
621         uint64_t sync_min =
622             zfs_wrlog_data_max * (zfs_dirty_data_sync_percent + 10) / 200;
623         if (aggsum_compare(&dp->dp_wrlog_pertxg[txg & TXG_MASK], sync_min) > 0)
624                 txg_kick(dp, txg);
625 }
626
627 boolean_t
628 dsl_pool_need_wrlog_delay(dsl_pool_t *dp)
629 {
630         uint64_t delay_min_bytes =
631             zfs_wrlog_data_max * zfs_delay_min_dirty_percent / 100;
632
633         return (aggsum_compare(&dp->dp_wrlog_total, delay_min_bytes) > 0);
634 }
635
636 static void
637 dsl_pool_wrlog_clear(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
638 {
639         int64_t delta;
640         delta = -(int64_t)aggsum_value(&dp->dp_wrlog_pertxg[txg & TXG_MASK]);
641         aggsum_add(&dp->dp_wrlog_pertxg[txg & TXG_MASK], delta);
642         aggsum_add(&dp->dp_wrlog_total, delta);
643         /* Compact per-CPU sums after the big change. */
644         (void) aggsum_value(&dp->dp_wrlog_pertxg[txg & TXG_MASK]);
645         (void) aggsum_value(&dp->dp_wrlog_total);
646 }
647
648 #ifdef ZFS_DEBUG
649 static boolean_t
650 dsl_early_sync_task_verify(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
651 {
652         spa_t *spa = dp->dp_spa;
653         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
654
655         for (uint64_t c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
656                 vdev_t *vd = rvd->vdev_child[c];
657                 txg_list_t *tl = &vd->vdev_ms_list;
658                 metaslab_t *ms;
659
660                 for (ms = txg_list_head(tl, TXG_CLEAN(txg)); ms;
661                     ms = txg_list_next(tl, ms, TXG_CLEAN(txg))) {
662                         VERIFY(range_tree_is_empty(ms->ms_freeing));
663                         VERIFY(range_tree_is_empty(ms->ms_checkpointing));
664                 }
665         }
666
667         return (B_TRUE);
668 }
669 #else
670 #define dsl_early_sync_task_verify(dp, txg) \
671         ((void) sizeof (dp), (void) sizeof (txg), B_TRUE)
672 #endif
673
674 void
675 dsl_pool_sync(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
676 {
677         zio_t *zio;
678         dmu_tx_t *tx;
679         dsl_dir_t *dd;
680         dsl_dataset_t *ds;
681         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
682         list_t synced_datasets;
683
684         list_create(&synced_datasets, sizeof (dsl_dataset_t),
685             offsetof(dsl_dataset_t, ds_synced_link));
686
687         tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
688
689         /*
690          * Run all early sync tasks before writing out any dirty blocks.
691          * For more info on early sync tasks see block comment in
692          * dsl_early_sync_task().
693          */
694         if (!txg_list_empty(&dp->dp_early_sync_tasks, txg)) {
695                 dsl_sync_task_t *dst;
696
697                 ASSERT3U(spa_sync_pass(dp->dp_spa), ==, 1);
698                 while ((dst =
699                     txg_list_remove(&dp->dp_early_sync_tasks, txg)) != NULL) {
700                         ASSERT(dsl_early_sync_task_verify(dp, txg));
701                         dsl_sync_task_sync(dst, tx);
702                 }
703                 ASSERT(dsl_early_sync_task_verify(dp, txg));
704         }
705
706         /*
707          * Write out all dirty blocks of dirty datasets.
708          */
709         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
710         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) != NULL) {
711                 /*
712                  * We must not sync any non-MOS datasets twice, because
713                  * we may have taken a snapshot of them.  However, we
714                  * may sync newly-created datasets on pass 2.
715                  */
716                 ASSERT(!list_link_active(&ds->ds_synced_link));
717                 list_insert_tail(&synced_datasets, ds);
718                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
719         }
720         VERIFY0(zio_wait(zio));
721
722         /*
723          * Update the long range free counter after
724          * we're done syncing user data
725          */
726         mutex_enter(&dp->dp_lock);
727         ASSERT(spa_sync_pass(dp->dp_spa) == 1 ||
728             dp->dp_long_free_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] == 0);
729         dp->dp_long_free_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] = 0;
730         mutex_exit(&dp->dp_lock);
731
732         /*
733          * After the data blocks have been written (ensured by the zio_wait()
734          * above), update the user/group/project space accounting.  This happens
735          * in tasks dispatched to dp_sync_taskq, so wait for them before
736          * continuing.
737          */
738         for (ds = list_head(&synced_datasets); ds != NULL;
739             ds = list_next(&synced_datasets, ds)) {
740                 dmu_objset_sync_done(ds->ds_objset, tx);
741         }
742         taskq_wait(dp->dp_sync_taskq);
743
744         /*
745          * Sync the datasets again to push out the changes due to
746          * userspace updates.  This must be done before we process the
747          * sync tasks, so that any snapshots will have the correct
748          * user accounting information (and we won't get confused
749          * about which blocks are part of the snapshot).
750          */
751         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
752         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) != NULL) {
753                 objset_t *os = ds->ds_objset;
754
755                 ASSERT(list_link_active(&ds->ds_synced_link));
756                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
757                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
758
759                 /*
760                  * Release any key mappings created by calls to
761                  * dsl_dataset_dirty() from the userquota accounting
762                  * code paths.
763                  */
764                 if (os->os_encrypted && !os->os_raw_receive &&
765                     !os->os_next_write_raw[txg & TXG_MASK]) {
766                         ASSERT3P(ds->ds_key_mapping, !=, NULL);
767                         key_mapping_rele(dp->dp_spa, ds->ds_key_mapping, ds);
768                 }
769         }
770         VERIFY0(zio_wait(zio));
771
772         /*
773          * Now that the datasets have been completely synced, we can
774          * clean up our in-memory structures accumulated while syncing:
775          *
776          *  - move dead blocks from the pending deadlist and livelists
777          *    to the on-disk versions
778          *  - release hold from dsl_dataset_dirty()
779          *  - release key mapping hold from dsl_dataset_dirty()
780          */
781         while ((ds = list_remove_head(&synced_datasets)) != NULL) {
782                 objset_t *os = ds->ds_objset;
783
784                 if (os->os_encrypted && !os->os_raw_receive &&
785                     !os->os_next_write_raw[txg & TXG_MASK]) {
786                         ASSERT3P(ds->ds_key_mapping, !=, NULL);
787                         key_mapping_rele(dp->dp_spa, ds->ds_key_mapping, ds);
788                 }
789
790                 dsl_dataset_sync_done(ds, tx);
791                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
792         }
793
794         while ((dd = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_dirs, txg)) != NULL) {
795                 dsl_dir_sync(dd, tx);
796         }
797
798         /*
799          * The MOS's space is accounted for in the pool/$MOS
800          * (dp_mos_dir).  We can't modify the mos while we're syncing
801          * it, so we remember the deltas and apply them here.
802          */
803         if (dp->dp_mos_used_delta != 0 || dp->dp_mos_compressed_delta != 0 ||
804             dp->dp_mos_uncompressed_delta != 0) {
805                 dsl_dir_diduse_space(dp->dp_mos_dir, DD_USED_HEAD,
806                     dp->dp_mos_used_delta,
807                     dp->dp_mos_compressed_delta,
808                     dp->dp_mos_uncompressed_delta, tx);
809                 dp->dp_mos_used_delta = 0;
810                 dp->dp_mos_compressed_delta = 0;
811                 dp->dp_mos_uncompressed_delta = 0;
812         }
813
814         if (dmu_objset_is_dirty(mos, txg)) {
815                 dsl_pool_sync_mos(dp, tx);
816         }
817
818         /*
819          * We have written all of the accounted dirty data, so our
820          * dp_space_towrite should now be zero. However, some seldom-used
821          * code paths do not adhere to this (e.g. dbuf_undirty()). Shore up
822          * the accounting of any dirtied space now.
823          *
824          * Note that, besides any dirty data from datasets, the amount of
825          * dirty data in the MOS is also accounted by the pool. Therefore,
826          * we want to do this cleanup after dsl_pool_sync_mos() so we don't
827          * attempt to update the accounting for the same dirty data twice.
828          * (i.e. at this point we only update the accounting for the space
829          * that we know that we "leaked").
830          */
831         dsl_pool_undirty_space(dp, dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK], txg);
832
833         /*
834          * If we modify a dataset in the same txg that we want to destroy it,
835          * its dsl_dir's dd_dbuf will be dirty, and thus have a hold on it.
836          * dsl_dir_destroy_check() will fail if there are unexpected holds.
837          * Therefore, we want to sync the MOS (thus syncing the dd_dbuf
838          * and clearing the hold on it) before we process the sync_tasks.
839          * The MOS data dirtied by the sync_tasks will be synced on the next
840          * pass.
841          */
842         if (!txg_list_empty(&dp->dp_sync_tasks, txg)) {
843                 dsl_sync_task_t *dst;
844                 /*
845                  * No more sync tasks should have been added while we
846                  * were syncing.
847                  */
848                 ASSERT3U(spa_sync_pass(dp->dp_spa), ==, 1);
849                 while ((dst = txg_list_remove(&dp->dp_sync_tasks, txg)) != NULL)
850                         dsl_sync_task_sync(dst, tx);
851         }
852
853         dmu_tx_commit(tx);
854
855         DTRACE_PROBE2(dsl_pool_sync__done, dsl_pool_t *dp, dp, uint64_t, txg);
856 }
857
858 void
859 dsl_pool_sync_done(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
860 {
861         zilog_t *zilog;
862
863         while ((zilog = txg_list_head(&dp->dp_dirty_zilogs, txg))) {
864                 dsl_dataset_t *ds = dmu_objset_ds(zilog->zl_os);
865                 /*
866                  * We don't remove the zilog from the dp_dirty_zilogs
867                  * list until after we've cleaned it. This ensures that
868                  * callers of zilog_is_dirty() receive an accurate
869                  * answer when they are racing with the spa sync thread.
870                  */
871                 zil_clean(zilog, txg);
872                 (void) txg_list_remove_this(&dp->dp_dirty_zilogs, zilog, txg);
873                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(zilog->zl_os, txg));
874                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, zilog);
875         }
876
877         dsl_pool_wrlog_clear(dp, txg);
878
879         ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(dp->dp_meta_objset, txg));
880 }
881
882 /*
883  * TRUE if the current thread is the tx_sync_thread or if we
884  * are being called from SPA context during pool initialization.
885  */
886 int
887 dsl_pool_sync_context(dsl_pool_t *dp)
888 {
889         return (curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread ||
890             spa_is_initializing(dp->dp_spa) ||
891             taskq_member(dp->dp_sync_taskq, curthread));
892 }
893
894 /*
895  * This function returns the amount of allocatable space in the pool
896  * minus whatever space is currently reserved by ZFS for specific
897  * purposes. Specifically:
898  *
899  * 1] Any reserved SLOP space
900  * 2] Any space used by the checkpoint
901  * 3] Any space used for deferred frees
902  *
903  * The latter 2 are especially important because they are needed to
904  * rectify the SPA's and DMU's different understanding of how much space
905  * is used. Now the DMU is aware of that extra space tracked by the SPA
906  * without having to maintain a separate special dir (e.g similar to
907  * $MOS, $FREEING, and $LEAKED).
908  *
909  * Note: By deferred frees here, we mean the frees that were deferred
910  * in spa_sync() after sync pass 1 (spa_deferred_bpobj), and not the
911  * segments placed in ms_defer trees during metaslab_sync_done().
912  */
913 uint64_t
914 dsl_pool_adjustedsize(dsl_pool_t *dp, zfs_space_check_t slop_policy)
915 {
916         spa_t *spa = dp->dp_spa;
917         uint64_t space, resv, adjustedsize;
918         uint64_t spa_deferred_frees =
919             spa->spa_deferred_bpobj.bpo_phys->bpo_bytes;
920
921         space = spa_get_dspace(spa)
922             - spa_get_checkpoint_space(spa) - spa_deferred_frees;
923         resv = spa_get_slop_space(spa);
924
925         switch (slop_policy) {
926         case ZFS_SPACE_CHECK_NORMAL:
927                 break;
928         case ZFS_SPACE_CHECK_RESERVED:
929                 resv >>= 1;
930                 break;
931         case ZFS_SPACE_CHECK_EXTRA_RESERVED:
932                 resv >>= 2;
933                 break;
934         case ZFS_SPACE_CHECK_NONE:
935                 resv = 0;
936                 break;
937         default:
938                 panic("invalid slop policy value: %d", slop_policy);
939                 break;
940         }
941         adjustedsize = (space >= resv) ? (space - resv) : 0;
942
943         return (adjustedsize);
944 }
945
946 uint64_t
947 dsl_pool_unreserved_space(dsl_pool_t *dp, zfs_space_check_t slop_policy)
948 {
949         uint64_t poolsize = dsl_pool_adjustedsize(dp, slop_policy);
950         uint64_t deferred =
951             metaslab_class_get_deferred(spa_normal_class(dp->dp_spa));
952         uint64_t quota = (poolsize >= deferred) ? (poolsize - deferred) : 0;
953         return (quota);
954 }
955
956 uint64_t
957 dsl_pool_deferred_space(dsl_pool_t *dp)
958 {
959         return (metaslab_class_get_deferred(spa_normal_class(dp->dp_spa)));
960 }
961
962 boolean_t
963 dsl_pool_need_dirty_delay(dsl_pool_t *dp)
964 {
965         uint64_t delay_min_bytes =
966             zfs_dirty_data_max * zfs_delay_min_dirty_percent / 100;
967
968         /*
969          * We are not taking the dp_lock here and few other places, since torn
970          * reads are unlikely: on 64-bit systems due to register size and on
971          * 32-bit due to memory constraints.  Pool-wide locks in hot path may
972          * be too expensive, while we do not need a precise result here.
973          */
974         return (dp->dp_dirty_total > delay_min_bytes);
975 }
976
977 static boolean_t
978 dsl_pool_need_dirty_sync(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
979 {
980         uint64_t dirty_min_bytes =
981             zfs_dirty_data_max * zfs_dirty_data_sync_percent / 100;
982         uint64_t dirty = dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK];
983
984         return (dirty > dirty_min_bytes);
985 }
986
987 void
988 dsl_pool_dirty_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
989 {
990         if (space > 0) {
991                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
992                 dp->dp_dirty_pertxg[tx->tx_txg & TXG_MASK] += space;
993                 dsl_pool_dirty_delta(dp, space);
994                 boolean_t needsync = !dmu_tx_is_syncing(tx) &&
995                     dsl_pool_need_dirty_sync(dp, tx->tx_txg);
996                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
997
998                 if (needsync)
999                         txg_kick(dp, tx->tx_txg);
1000         }
1001 }
1002
1003 void
1004 dsl_pool_undirty_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, uint64_t txg)
1005 {
1006         ASSERT3S(space, >=, 0);
1007         if (space == 0)
1008                 return;
1009
1010         mutex_enter(&dp->dp_lock);
1011         if (dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] < space) {
1012                 /* XXX writing something we didn't dirty? */
1013                 space = dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK];
1014         }
1015         ASSERT3U(dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK], >=, space);
1016         dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] -= space;
1017         ASSERT3U(dp->dp_dirty_total, >=, space);
1018         dsl_pool_dirty_delta(dp, -space);
1019         mutex_exit(&dp->dp_lock);
1020 }
1021
1022 static int
1023 upgrade_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *hds, void *arg)
1024 {
1025         dmu_tx_t *tx = arg;
1026         dsl_dataset_t *ds, *prev = NULL;
1027         int err;
1028
1029         err = dsl_dataset_hold_obj(dp, hds->ds_object, FTAG, &ds);
1030         if (err)
1031                 return (err);
1032
1033         while (dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj != 0) {
1034                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
1035                     dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, FTAG, &prev);
1036                 if (err) {
1037                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1038                         return (err);
1039                 }
1040
1041                 if (dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_snap_obj != ds->ds_object)
1042                         break;
1043                 dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1044                 ds = prev;
1045                 prev = NULL;
1046         }
1047
1048         if (prev == NULL) {
1049                 prev = dp->dp_origin_snap;
1050
1051                 /*
1052                  * The $ORIGIN can't have any data, or the accounting
1053                  * will be wrong.
1054                  */
1055                 rrw_enter(&ds->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
1056                 ASSERT0(dsl_dataset_phys(prev)->ds_bp.blk_birth);
1057                 rrw_exit(&ds->ds_bp_rwlock, FTAG);
1058
1059                 /* The origin doesn't get attached to itself */
1060                 if (ds->ds_object == prev->ds_object) {
1061                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1062                         return (0);
1063                 }
1064
1065                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dbuf, tx);
1066                 dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj = prev->ds_object;
1067                 dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_txg =
1068                     dsl_dataset_phys(prev)->ds_creation_txg;
1069
1070                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dir->dd_dbuf, tx);
1071                 dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj = prev->ds_object;
1072
1073                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
1074                 dsl_dataset_phys(prev)->ds_num_children++;
1075
1076                 if (dsl_dataset_phys(ds)->ds_next_snap_obj == 0) {
1077                         ASSERT(ds->ds_prev == NULL);
1078                         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
1079                             dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj,
1080                             ds, &ds->ds_prev));
1081                 }
1082         }
1083
1084         ASSERT3U(dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj, ==, prev->ds_object);
1085         ASSERT3U(dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, ==, prev->ds_object);
1086
1087         if (dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_clones_obj == 0) {
1088                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
1089                 dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_clones_obj =
1090                     zap_create(dp->dp_meta_objset,
1091                     DMU_OT_NEXT_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
1092         }
1093         VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
1094             dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_clones_obj, ds->ds_object, tx));
1095
1096         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1097         if (prev != dp->dp_origin_snap)
1098                 dsl_dataset_rele(prev, FTAG);
1099         return (0);
1100 }
1101
1102 void
1103 dsl_pool_upgrade_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1104 {
1105         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1106         ASSERT(dp->dp_origin_snap != NULL);
1107
1108         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj, upgrade_clones_cb,
1109             tx, DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SERIALIZE));
1110 }
1111
1112 static int
1113 upgrade_dir_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *ds, void *arg)
1114 {
1115         dmu_tx_t *tx = arg;
1116         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1117
1118         if (dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj != 0) {
1119                 dsl_dataset_t *origin;
1120
1121                 VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
1122                     dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj, FTAG, &origin));
1123
1124                 if (dsl_dir_phys(origin->ds_dir)->dd_clones == 0) {
1125                         dmu_buf_will_dirty(origin->ds_dir->dd_dbuf, tx);
1126                         dsl_dir_phys(origin->ds_dir)->dd_clones =
1127                             zap_create(mos, DMU_OT_DSL_CLONES, DMU_OT_NONE,
1128                             0, tx);
1129                 }
1130
1131                 VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
1132                     dsl_dir_phys(origin->ds_dir)->dd_clones,
1133                     ds->ds_object, tx));
1134
1135                 dsl_dataset_rele(origin, FTAG);
1136         }
1137         return (0);
1138 }
1139
1140 void
1141 dsl_pool_upgrade_dir_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1142 {
1143         uint64_t obj;
1144
1145         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1146
1147         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, FREE_DIR_NAME, tx);
1148         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
1149             FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
1150
1151         /*
1152          * We can't use bpobj_alloc(), because spa_version() still
1153          * returns the old version, and we need a new-version bpobj with
1154          * subobj support.  So call dmu_object_alloc() directly.
1155          */
1156         obj = dmu_object_alloc(dp->dp_meta_objset, DMU_OT_BPOBJ,
1157             SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, DMU_OT_BPOBJ_HDR, sizeof (bpobj_phys_t), tx);
1158         VERIFY0(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
1159             DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
1160         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj, dp->dp_meta_objset, obj));
1161
1162         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj,
1163             upgrade_dir_clones_cb, tx, DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SERIALIZE));
1164 }
1165
1166 void
1167 dsl_pool_create_origin(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1168 {
1169         uint64_t dsobj;
1170         dsl_dataset_t *ds;
1171
1172         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1173         ASSERT(dp->dp_origin_snap == NULL);
1174         ASSERT(rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER));
1175
1176         /* create the origin dir, ds, & snap-ds */
1177         dsobj = dsl_dataset_create_sync(dp->dp_root_dir, ORIGIN_DIR_NAME,
1178             NULL, 0, kcred, NULL, tx);
1179         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
1180         dsl_dataset_snapshot_sync_impl(ds, ORIGIN_DIR_NAME, tx);
1181         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj,
1182             dp, &dp->dp_origin_snap));
1183         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1184 }
1185
1186 taskq_t *
1187 dsl_pool_zrele_taskq(dsl_pool_t *dp)
1188 {
1189         return (dp->dp_zrele_taskq);
1190 }
1191
1192 taskq_t *
1193 dsl_pool_unlinked_drain_taskq(dsl_pool_t *dp)
1194 {
1195         return (dp->dp_unlinked_drain_taskq);
1196 }
1197
1198 /*
1199  * Walk through the pool-wide zap object of temporary snapshot user holds
1200  * and release them.
1201  */
1202 void
1203 dsl_pool_clean_tmp_userrefs(dsl_pool_t *dp)
1204 {
1205         zap_attribute_t za;
1206         zap_cursor_t zc;
1207         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1208         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1209         nvlist_t *holds;
1210
1211         if (zapobj == 0)
1212                 return;
1213         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
1214
1215         holds = fnvlist_alloc();
1216
1217         for (zap_cursor_init(&zc, mos, zapobj);
1218             zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0;
1219             zap_cursor_advance(&zc)) {
1220                 char *htag;
1221                 nvlist_t *tags;
1222
1223                 htag = strchr(za.za_name, '-');
1224                 *htag = '\0';
1225                 ++htag;
1226                 if (nvlist_lookup_nvlist(holds, za.za_name, &tags) != 0) {
1227                         tags = fnvlist_alloc();
1228                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
1229                         fnvlist_add_nvlist(holds, za.za_name, tags);
1230                         fnvlist_free(tags);
1231                 } else {
1232                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
1233                 }
1234         }
1235         dsl_dataset_user_release_tmp(dp, holds);
1236         fnvlist_free(holds);
1237         zap_cursor_fini(&zc);
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Create the pool-wide zap object for storing temporary snapshot holds.
1242  */
1243 static void
1244 dsl_pool_user_hold_create_obj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1245 {
1246         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1247
1248         ASSERT(dp->dp_tmp_userrefs_obj == 0);
1249         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1250
1251         dp->dp_tmp_userrefs_obj = zap_create_link(mos, DMU_OT_USERREFS,
1252             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT, DMU_POOL_TMP_USERREFS, tx);
1253 }
1254
1255 static int
1256 dsl_pool_user_hold_rele_impl(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj,
1257     const char *tag, uint64_t now, dmu_tx_t *tx, boolean_t holding)
1258 {
1259         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1260         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1261         char *name;
1262         int error;
1263
1264         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
1265         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1266
1267         /*
1268          * If the pool was created prior to SPA_VERSION_USERREFS, the
1269          * zap object for temporary holds might not exist yet.
1270          */
1271         if (zapobj == 0) {
1272                 if (holding) {
1273                         dsl_pool_user_hold_create_obj(dp, tx);
1274                         zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1275                 } else {
1276                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1277                 }
1278         }
1279
1280         name = kmem_asprintf("%llx-%s", (u_longlong_t)dsobj, tag);
1281         if (holding)
1282                 error = zap_add(mos, zapobj, name, 8, 1, &now, tx);
1283         else
1284                 error = zap_remove(mos, zapobj, name, tx);
1285         kmem_strfree(name);
1286
1287         return (error);
1288 }
1289
1290 /*
1291  * Add a temporary hold for the given dataset object and tag.
1292  */
1293 int
1294 dsl_pool_user_hold(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1295     uint64_t now, dmu_tx_t *tx)
1296 {
1297         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, now, tx, B_TRUE));
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Release a temporary hold for the given dataset object and tag.
1302  */
1303 int
1304 dsl_pool_user_release(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1305     dmu_tx_t *tx)
1306 {
1307         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, 0,
1308             tx, B_FALSE));
1309 }
1310
1311 /*
1312  * DSL Pool Configuration Lock
1313  *
1314  * The dp_config_rwlock protects against changes to DSL state (e.g. dataset
1315  * creation / destruction / rename / property setting).  It must be held for
1316  * read to hold a dataset or dsl_dir.  I.e. you must call
1317  * dsl_pool_config_enter() or dsl_pool_hold() before calling
1318  * dsl_{dataset,dir}_hold{_obj}.  In most circumstances, the dp_config_rwlock
1319  * must be held continuously until all datasets and dsl_dirs are released.
1320  *
1321  * The only exception to this rule is that if a "long hold" is placed on
1322  * a dataset, then the dp_config_rwlock may be dropped while the dataset
1323  * is still held.  The long hold will prevent the dataset from being
1324  * destroyed -- the destroy will fail with EBUSY.  A long hold can be
1325  * obtained by calling dsl_dataset_long_hold(), or by "owning" a dataset
1326  * (by calling dsl_{dataset,objset}_{try}own{_obj}).
1327  *
1328  * Legitimate long-holders (including owners) should be long-running, cancelable
1329  * tasks that should cause "zfs destroy" to fail.  This includes DMU
1330  * consumers (i.e. a ZPL filesystem being mounted or ZVOL being open),
1331  * "zfs send", and "zfs diff".  There are several other long-holders whose
1332  * uses are suboptimal (e.g. "zfs promote", and zil_suspend()).
1333  *
1334  * The usual formula for long-holding would be:
1335  * dsl_pool_hold()
1336  * dsl_dataset_hold()
1337  * ... perform checks ...
1338  * dsl_dataset_long_hold()
1339  * dsl_pool_rele()
1340  * ... perform long-running task ...
1341  * dsl_dataset_long_rele()
1342  * dsl_dataset_rele()
1343  *
1344  * Note that when the long hold is released, the dataset is still held but
1345  * the pool is not held.  The dataset may change arbitrarily during this time
1346  * (e.g. it could be destroyed).  Therefore you shouldn't do anything to the
1347  * dataset except release it.
1348  *
1349  * Operations generally fall somewhere into the following taxonomy:
1350  *
1351  *                              Read-Only             Modifying
1352  *
1353  *    Dataset Layer / MOS        zfs get             zfs destroy
1354  *
1355  *     Individual Dataset         read()                write()
1356  *
1357  *
1358  * Dataset Layer Operations
1359  *
1360  * Modifying operations should generally use dsl_sync_task().  The synctask
1361  * infrastructure enforces proper locking strategy with respect to the
1362  * dp_config_rwlock.  See the comment above dsl_sync_task() for details.
1363  *
1364  * Read-only operations will manually hold the pool, then the dataset, obtain
1365  * information from the dataset, then release the pool and dataset.
1366  * dmu_objset_{hold,rele}() are convenience routines that also do the pool
1367  * hold/rele.
1368  *
1369  *
1370  * Operations On Individual Datasets
1371  *
1372  * Objects _within_ an objset should only be modified by the current 'owner'
1373  * of the objset to prevent incorrect concurrent modification. Thus, use
1374  * {dmu_objset,dsl_dataset}_own to mark some entity as the current owner,
1375  * and fail with EBUSY if there is already an owner. The owner can then
1376  * implement its own locking strategy, independent of the dataset layer's
1377  * locking infrastructure.
1378  * (E.g., the ZPL has its own set of locks to control concurrency. A regular
1379  *  vnop will not reach into the dataset layer).
1380  *
1381  * Ideally, objects would also only be read by the objset’s owner, so that we
1382  * don’t observe state mid-modification.
1383  * (E.g. the ZPL is creating a new object and linking it into a directory; if
1384  * you don’t coordinate with the ZPL to hold ZPL-level locks, you could see an
1385  * intermediate state.  The ioctl level violates this but in pretty benign
1386  * ways, e.g. reading the zpl props object.)
1387  */
1388
1389 int
1390 dsl_pool_hold(const char *name, const void *tag, dsl_pool_t **dp)
1391 {
1392         spa_t *spa;
1393         int error;
1394
1395         error = spa_open(name, &spa, tag);
1396         if (error == 0) {
1397                 *dp = spa_get_dsl(spa);
1398                 dsl_pool_config_enter(*dp, tag);
1399         }
1400         return (error);
1401 }
1402
1403 void
1404 dsl_pool_rele(dsl_pool_t *dp, const void *tag)
1405 {
1406         dsl_pool_config_exit(dp, tag);
1407         spa_close(dp->dp_spa, tag);
1408 }
1409
1410 void
1411 dsl_pool_config_enter(dsl_pool_t *dp, const void *tag)
1412 {
1413         /*
1414          * We use a "reentrant" reader-writer lock, but not reentrantly.
1415          *
1416          * The rrwlock can (with the track_all flag) track all reading threads,
1417          * which is very useful for debugging which code path failed to release
1418          * the lock, and for verifying that the *current* thread does hold
1419          * the lock.
1420          *
1421          * (Unlike a rwlock, which knows that N threads hold it for
1422          * read, but not *which* threads, so rw_held(RW_READER) returns TRUE
1423          * if any thread holds it for read, even if this thread doesn't).
1424          */
1425         ASSERT(!rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER));
1426         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER, tag);
1427 }
1428
1429 void
1430 dsl_pool_config_enter_prio(dsl_pool_t *dp, const void *tag)
1431 {
1432         ASSERT(!rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER));
1433         rrw_enter_read_prio(&dp->dp_config_rwlock, tag);
1434 }
1435
1436 void
1437 dsl_pool_config_exit(dsl_pool_t *dp, const void *tag)
1438 {
1439         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, tag);
1440 }
1441
1442 boolean_t
1443 dsl_pool_config_held(dsl_pool_t *dp)
1444 {
1445         return (RRW_LOCK_HELD(&dp->dp_config_rwlock));
1446 }
1447
1448 boolean_t
1449 dsl_pool_config_held_writer(dsl_pool_t *dp)
1450 {
1451         return (RRW_WRITE_HELD(&dp->dp_config_rwlock));
1452 }
1453
1454 EXPORT_SYMBOL(dsl_pool_config_enter);
1455 EXPORT_SYMBOL(dsl_pool_config_exit);
1456
1457 /* zfs_dirty_data_max_percent only applied at module load in arc_init(). */
1458 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, dirty_data_max_percent, UINT, ZMOD_RD,
1459         "Max percent of RAM allowed to be dirty");
1460
1461 /* zfs_dirty_data_max_max_percent only applied at module load in arc_init(). */
1462 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, dirty_data_max_max_percent, UINT, ZMOD_RD,
1463         "zfs_dirty_data_max upper bound as % of RAM");
1464
1465 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, delay_min_dirty_percent, UINT, ZMOD_RW,
1466         "Transaction delay threshold");
1467
1468 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, dirty_data_max, U64, ZMOD_RW,
1469         "Determines the dirty space limit");
1470
1471 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, wrlog_data_max, U64, ZMOD_RW,
1472         "The size limit of write-transaction zil log data");
1473
1474 /* zfs_dirty_data_max_max only applied at module load in arc_init(). */
1475 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, dirty_data_max_max, U64, ZMOD_RD,
1476         "zfs_dirty_data_max upper bound in bytes");
1477
1478 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, dirty_data_sync_percent, UINT, ZMOD_RW,
1479         "Dirty data txg sync threshold as a percentage of zfs_dirty_data_max");
1480
1481 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, delay_scale, U64, ZMOD_RW,
1482         "How quickly delay approaches infinity");
1483
1484 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, sync_taskq_batch_pct, INT, ZMOD_RW,
1485         "Max percent of CPUs that are used to sync dirty data");
1486
1487 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_zil, zfs_zil_, clean_taskq_nthr_pct, INT, ZMOD_RW,
1488         "Max percent of CPUs that are used per dp_sync_taskq");
1489
1490 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_zil, zfs_zil_, clean_taskq_minalloc, INT, ZMOD_RW,
1491         "Number of taskq entries that are pre-populated");
1492
1493 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_zil, zfs_zil_, clean_taskq_maxalloc, INT, ZMOD_RW,
1494         "Max number of taskq entries that are cached");