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, 2016 by Delphix. All rights reserved.
  25  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
  26  */
  27
  28 #include <sys/dmu.h>
  29 #include <sys/dmu_impl.h>
  30 #include <sys/dbuf.h>
  31 #include <sys/dmu_tx.h>
  32 #include <sys/dmu_objset.h>
  33 #include <sys/dsl_dataset.h> /* for dsl_dataset_block_freeable() */
  34 #include <sys/dsl_dir.h> /* for dsl_dir_tempreserve_*() */
  35 #include <sys/dsl_pool.h>
  36 #include <sys/zap_impl.h> /* for fzap_default_block_shift */
  37 #include <sys/spa.h>
  38 #include <sys/sa.h>
  39 #include <sys/sa_impl.h>
  40 #include <sys/zfs_context.h>
  41 #include <sys/varargs.h>
  42
  43 typedef void (*dmu_tx_hold_func_t)(dmu_tx_t *tx, struct dnode *dn,
  44     uint64_t arg1, uint64_t arg2);
  45
  46
  47 dmu_tx_t *
  48 dmu_tx_create_dd(dsl_dir_t *dd)
  49 {
  50         dmu_tx_t *tx = kmem_zalloc(sizeof (dmu_tx_t), KM_SLEEP);
  51         tx->tx_dir = dd;
  52         if (dd != NULL)
  53                 tx->tx_pool = dd->dd_pool;
  54         list_create(&tx->tx_holds, sizeof (dmu_tx_hold_t),
  55             offsetof(dmu_tx_hold_t, txh_node));
  56         list_create(&tx->tx_callbacks, sizeof (dmu_tx_callback_t),
  57             offsetof(dmu_tx_callback_t, dcb_node));
  58         tx->tx_start = gethrtime();
  59 #ifdef ZFS_DEBUG
  60         refcount_create(&tx->tx_space_written);
  61         refcount_create(&tx->tx_space_freed);
  62 #endif
  63         return (tx);
  64 }
  65
  66 dmu_tx_t *
  67 dmu_tx_create(objset_t *os)
  68 {
  69         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_dd(os->os_dsl_dataset->ds_dir);
  70         tx->tx_objset = os;
  71         tx->tx_lastsnap_txg = dsl_dataset_prev_snap_txg(os->os_dsl_dataset);
  72         return (tx);
  73 }
  74
  75 dmu_tx_t *
  76 dmu_tx_create_assigned(struct dsl_pool *dp, uint64_t txg)
  77 {
  78         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_dd(NULL);
  79
  80         ASSERT3U(txg, <=, dp->dp_tx.tx_open_txg);
  81         tx->tx_pool = dp;
  82         tx->tx_txg = txg;
  83         tx->tx_anyobj = TRUE;
  84
  85         return (tx);
  86 }
  87
  88 int
  89 dmu_tx_is_syncing(dmu_tx_t *tx)
  90 {
  91         return (tx->tx_anyobj);
  92 }
  93
  94 int
  95 dmu_tx_private_ok(dmu_tx_t *tx)
  96 {
  97         return (tx->tx_anyobj);
  98 }
  99
 100 static dmu_tx_hold_t *
 101 dmu_tx_hold_object_impl(dmu_tx_t *tx, objset_t *os, uint64_t object,
 102     enum dmu_tx_hold_type type, uint64_t arg1, uint64_t arg2)
 103 {
 104         dmu_tx_hold_t *txh;
 105         dnode_t *dn = NULL;
 106         int err;
 107
 108         if (object != DMU_NEW_OBJECT) {
 109                 err = dnode_hold(os, object, tx, &dn);
 110                 if (err) {
 111                         tx->tx_err = err;
 112                         return (NULL);
 113                 }
 114
 115                 if (err == 0 && tx->tx_txg != 0) {
 116                         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 117                         /*
 118                          * dn->dn_assigned_txg == tx->tx_txg doesn't pose a
 119                          * problem, but there's no way for it to happen (for
 120                          * now, at least).
 121                          */
 122                         ASSERT(dn->dn_assigned_txg == 0);
 123                         dn->dn_assigned_txg = tx->tx_txg;
 124                         (void) refcount_add(&dn->dn_tx_holds, tx);
 125                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 126                 }
 127         }
 128
 129         txh = kmem_zalloc(sizeof (dmu_tx_hold_t), KM_SLEEP);
 130         txh->txh_tx = tx;
 131         txh->txh_dnode = dn;
 132         refcount_create(&txh->txh_space_towrite);
 133         refcount_create(&txh->txh_space_tofree);
 134         refcount_create(&txh->txh_space_tooverwrite);
 135         refcount_create(&txh->txh_space_tounref);
 136         refcount_create(&txh->txh_memory_tohold);
 137         refcount_create(&txh->txh_fudge);
 138 #ifdef ZFS_DEBUG
 139         txh->txh_type = type;
 140         txh->txh_arg1 = arg1;
 141         txh->txh_arg2 = arg2;
 142 #endif
 143         list_insert_tail(&tx->tx_holds, txh);
 144
 145         return (txh);
 146 }
 147
 148 void
 149 dmu_tx_add_new_object(dmu_tx_t *tx, objset_t *os, uint64_t object)
 150 {
 151         /*
 152          * If we're syncing, they can manipulate any object anyhow, and
 153          * the hold on the dnode_t can cause problems.
 154          */
 155         if (!dmu_tx_is_syncing(tx)) {
 156                 (void) dmu_tx_hold_object_impl(tx, os,
 157                     object, THT_NEWOBJECT, 0, 0);
 158         }
 159 }
 160
 161 static int
 162 dmu_tx_check_ioerr(zio_t *zio, dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid)
 163 {
 164         int err;
 165         dmu_buf_impl_t *db;
 166
 167         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 168         db = dbuf_hold_level(dn, level, blkid, FTAG);
 169         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 170         if (db == NULL)
 171                 return (SET_ERROR(EIO));
 172         err = dbuf_read(db, zio, DB_RF_CANFAIL | DB_RF_NOPREFETCH);
 173         dbuf_rele(db, FTAG);
 174         return (err);
 175 }
 176
 177 static void
 178 dmu_tx_count_twig(dmu_tx_hold_t *txh, dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db,
 179     int level, uint64_t blkid, boolean_t freeable, uint64_t *history)
 180 {
 181         objset_t *os = dn->dn_objset;
 182         dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
 183         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 184         dmu_buf_impl_t *parent = NULL;
 185         blkptr_t *bp = NULL;
 186         uint64_t space;
 187
 188         if (level >= dn->dn_nlevels || history[level] == blkid)
 189                 return;
 190
 191         history[level] = blkid;
 192
 193         space = (level == 0) ? dn->dn_datablksz : (1ULL << dn->dn_indblkshift);
 194
 195         if (db == NULL || db == dn->dn_dbuf) {
 196                 ASSERT(level != 0);
 197                 db = NULL;
 198         } else {
 199                 ASSERT(DB_DNODE(db) == dn);
 200                 ASSERT(db->db_level == level);
 201                 ASSERT(db->db.db_size == space);
 202                 ASSERT(db->db_blkid == blkid);
 203                 bp = db->db_blkptr;
 204                 parent = db->db_parent;
 205         }
 206
 207         freeable = (bp && (freeable ||
 208             dsl_dataset_block_freeable(ds, bp, bp->blk_birth)));
 209
 210         if (freeable) {
 211                 (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_tooverwrite,
 212                     space, FTAG);
 213         } else {
 214                 (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_towrite,
 215                     space, FTAG);
 216         }
 217
 218         if (bp) {
 219                 (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_tounref,
 220                     bp_get_dsize(os->os_spa, bp), FTAG);
 221         }
 222
 223         dmu_tx_count_twig(txh, dn, parent, level + 1,
 224             blkid >> epbs, freeable, history);
 225 }
 226
 227 /* ARGSUSED */
 228 static void
 229 dmu_tx_count_write(dmu_tx_hold_t *txh, uint64_t off, uint64_t len)
 230 {
 231         dnode_t *dn = txh->txh_dnode;
 232         uint64_t start, end, i;
 233         int min_bs, max_bs, min_ibs, max_ibs, epbs, bits;
 234         int err = 0;
 235
 236         if (len == 0)
 237                 return;
 238
 239         min_bs = SPA_MINBLOCKSHIFT;
 240         max_bs = highbit64(txh->txh_tx->tx_objset->os_recordsize) - 1;
 241         min_ibs = DN_MIN_INDBLKSHIFT;
 242         max_ibs = DN_MAX_INDBLKSHIFT;
 243
 244         if (dn) {
 245                 uint64_t history[DN_MAX_LEVELS];
 246                 int nlvls = dn->dn_nlevels;
 247                 int delta;
 248
 249                 /*
 250                  * For i/o error checking, read the first and last level-0
 251                  * blocks (if they are not aligned), and all the level-1 blocks.
 252                  */
 253                 if (dn->dn_maxblkid == 0) {
 254                         delta = dn->dn_datablksz;
 255                         start = (off < dn->dn_datablksz) ? 0 : 1;
 256                         end = (off+len <= dn->dn_datablksz) ? 0 : 1;
 257                         if (start == 0 && (off > 0 || len < dn->dn_datablksz)) {
 258                                 err = dmu_tx_check_ioerr(NULL, dn, 0, 0);
 259                                 if (err)
 260                                         goto out;
 261                                 delta -= off;
 262                         }
 263                 } else {
 264                         zio_t *zio = zio_root(dn->dn_objset->os_spa,
 265                             NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
 266
 267                         /* first level-0 block */
 268                         start = off >> dn->dn_datablkshift;
 269                         if (P2PHASE(off, dn->dn_datablksz) ||
 270                             len < dn->dn_datablksz) {
 271                                 err = dmu_tx_check_ioerr(zio, dn, 0, start);
 272                                 if (err)
 273                                         goto out;
 274                         }
 275
 276                         /* last level-0 block */
 277                         end = (off+len-1) >> dn->dn_datablkshift;
 278                         if (end != start && end <= dn->dn_maxblkid &&
 279                             P2PHASE(off+len, dn->dn_datablksz)) {
 280                                 err = dmu_tx_check_ioerr(zio, dn, 0, end);
 281                                 if (err)
 282                                         goto out;
 283                         }
 284
 285                         /* level-1 blocks */
 286                         if (nlvls > 1) {
 287                                 int shft = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 288                                 for (i = (start>>shft)+1; i < end>>shft; i++) {
 289                                         err = dmu_tx_check_ioerr(zio, dn, 1, i);
 290                                         if (err)
 291                                                 goto out;
 292                                 }
 293                         }
 294
 295                         err = zio_wait(zio);
 296                         if (err)
 297                                 goto out;
 298                         delta = P2NPHASE(off, dn->dn_datablksz);
 299                 }
 300
 301                 min_ibs = max_ibs = dn->dn_indblkshift;
 302                 if (dn->dn_maxblkid > 0) {
 303                         /*
 304                          * The blocksize can't change,
 305                          * so we can make a more precise estimate.
 306                          */
 307                         ASSERT(dn->dn_datablkshift != 0);
 308                         min_bs = max_bs = dn->dn_datablkshift;
 309                 } else {
 310                         /*
 311                          * The blocksize can increase up to the recordsize,
 312                          * or if it is already more than the recordsize,
 313                          * up to the next power of 2.
 314                          */
 315                         min_bs = highbit64(dn->dn_datablksz - 1);
 316                         max_bs = MAX(max_bs, highbit64(dn->dn_datablksz - 1));
 317                 }
 318
 319                 /*
 320                  * If this write is not off the end of the file
 321                  * we need to account for overwrites/unref.
 322                  */
 323                 if (start <= dn->dn_maxblkid) {
 324                         for (int l = 0; l < DN_MAX_LEVELS; l++)
 325                                 history[l] = -1ULL;
 326                 }
 327                 while (start <= dn->dn_maxblkid) {
 328                         dmu_buf_impl_t *db;
 329
 330                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 331                         err = dbuf_hold_impl(dn, 0, start,
 332                             FALSE, FALSE, FTAG, &db);
 333                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 334
 335                         if (err) {
 336                                 txh->txh_tx->tx_err = err;
 337                                 return;
 338                         }
 339
 340                         dmu_tx_count_twig(txh, dn, db, 0, start, B_FALSE,
 341                             history);
 342                         dbuf_rele(db, FTAG);
 343                         if (++start > end) {
 344                                 /*
 345                                  * Account for new indirects appearing
 346                                  * before this IO gets assigned into a txg.
 347                                  */
 348                                 bits = 64 - min_bs;
 349                                 epbs = min_ibs - SPA_BLKPTRSHIFT;
 350                                 for (bits -= epbs * (nlvls - 1);
 351                                     bits >= 0; bits -= epbs) {
 352                                         (void) refcount_add_many(
 353                                             &txh->txh_fudge,
 354                                             1ULL << max_ibs, FTAG);
 355                                 }
 356                                 goto out;
 357                         }
 358                         off += delta;
 359                         if (len >= delta)
 360                                 len -= delta;
 361                         delta = dn->dn_datablksz;
 362                 }
 363         }
 364
 365         /*
 366          * 'end' is the last thing we will access, not one past.
 367          * This way we won't overflow when accessing the last byte.
 368          */
 369         start = P2ALIGN(off, 1ULL << max_bs);
 370         end = P2ROUNDUP(off + len, 1ULL << max_bs) - 1;
 371         (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_towrite,
 372             end - start + 1, FTAG);
 373
 374         start >>= min_bs;
 375         end >>= min_bs;
 376
 377         epbs = min_ibs - SPA_BLKPTRSHIFT;
 378
 379         /*
 380          * The object contains at most 2^(64 - min_bs) blocks,
 381          * and each indirect level maps 2^epbs.
 382          */
 383         for (bits = 64 - min_bs; bits >= 0; bits -= epbs) {
 384                 start >>= epbs;
 385                 end >>= epbs;
 386                 ASSERT3U(end, >=, start);
 387                 (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_towrite,
 388                     (end - start + 1) << max_ibs, FTAG);
 389                 if (start != 0) {
 390                         /*
 391                          * We also need a new blkid=0 indirect block
 392                          * to reference any existing file data.
 393                          */
 394                         (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_towrite,
 395                             1ULL << max_ibs, FTAG);
 396                 }
 397         }
 398
 399 out:
 400         if (refcount_count(&txh->txh_space_towrite) +
 401             refcount_count(&txh->txh_space_tooverwrite) >
 402             2 * DMU_MAX_ACCESS)
 403                 err = SET_ERROR(EFBIG);
 404
 405         if (err)
 406                 txh->txh_tx->tx_err = err;
 407 }
 408
 409 static void
 410 dmu_tx_count_dnode(dmu_tx_hold_t *txh)
 411 {
 412         dnode_t *dn = txh->txh_dnode;
 413         dnode_t *mdn = DMU_META_DNODE(txh->txh_tx->tx_objset);
 414         uint64_t space = mdn->dn_datablksz +
 415             ((mdn->dn_nlevels-1) << mdn->dn_indblkshift);
 416
 417         if (dn && dn->dn_dbuf->db_blkptr &&
 418             dsl_dataset_block_freeable(dn->dn_objset->os_dsl_dataset,
 419             dn->dn_dbuf->db_blkptr, dn->dn_dbuf->db_blkptr->blk_birth)) {
 420                 (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_tooverwrite,
 421                     space, FTAG);
 422                 (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_tounref, space, FTAG);
 423         } else {
 424                 (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_towrite, space, FTAG);
 425                 if (dn && dn->dn_dbuf->db_blkptr) {
 426                         (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_tounref,
 427                             space, FTAG);
 428                 }
 429         }
 430 }
 431
 432 void
 433 dmu_tx_hold_write(dmu_tx_t *tx, uint64_t object, uint64_t off, int len)
 434 {
 435         dmu_tx_hold_t *txh;
 436
 437         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
 438         ASSERT(len < DMU_MAX_ACCESS);
 439         ASSERT(len == 0 || UINT64_MAX - off >= len - 1);
 440
 441         txh = dmu_tx_hold_object_impl(tx, tx->tx_objset,
 442             object, THT_WRITE, off, len);
 443         if (txh == NULL)
 444                 return;
 445
 446         dmu_tx_count_write(txh, off, len);
 447         dmu_tx_count_dnode(txh);
 448 }
 449
 450 static void
 451 dmu_tx_count_free(dmu_tx_hold_t *txh, uint64_t off, uint64_t len)
 452 {
 453         uint64_t blkid, nblks, lastblk;
 454         uint64_t space = 0, unref = 0, skipped = 0;
 455         dnode_t *dn = txh->txh_dnode;
 456         dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
 457         spa_t *spa = txh->txh_tx->tx_pool->dp_spa;
 458         int epbs;
 459         uint64_t l0span = 0, nl1blks = 0;
 460
 461         if (dn->dn_nlevels == 0)
 462                 return;
 463
 464         /*
 465          * The struct_rwlock protects us against dn_nlevels
 466          * changing, in case (against all odds) we manage to dirty &
 467          * sync out the changes after we check for being dirty.
 468          * Also, dbuf_hold_impl() wants us to have the struct_rwlock.
 469          */
 470         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 471         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 472         if (dn->dn_maxblkid == 0) {
 473                 if (off == 0 && len >= dn->dn_datablksz) {
 474                         blkid = 0;
 475                         nblks = 1;
 476                 } else {
 477                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 478                         return;
 479                 }
 480         } else {
 481                 blkid = off >> dn->dn_datablkshift;
 482                 nblks = (len + dn->dn_datablksz - 1) >> dn->dn_datablkshift;
 483
 484                 if (blkid > dn->dn_maxblkid) {
 485                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 486                         return;
 487                 }
 488                 if (blkid + nblks > dn->dn_maxblkid)
 489                         nblks = dn->dn_maxblkid - blkid + 1;
 490
 491         }
 492         l0span = nblks;    /* save for later use to calc level > 1 overhead */
 493         if (dn->dn_nlevels == 1) {
 494                 int i;
 495                 for (i = 0; i < nblks; i++) {
 496                         blkptr_t *bp = dn->dn_phys->dn_blkptr;
 497                         ASSERT3U(blkid + i, <, dn->dn_nblkptr);
 498                         bp += blkid + i;
 499                         if (dsl_dataset_block_freeable(ds, bp, bp->blk_birth)) {
 500                                 dprintf_bp(bp, "can free old%s", "");
 501                                 space += bp_get_dsize(spa, bp);
 502                         }
 503                         unref += BP_GET_ASIZE(bp);
 504                 }
 505                 nl1blks = 1;
 506                 nblks = 0;
 507         }
 508
 509         lastblk = blkid + nblks - 1;
 510         while (nblks) {
 511                 dmu_buf_impl_t *dbuf;
 512                 uint64_t ibyte, new_blkid;
 513                 int epb = 1 << epbs;
 514                 int err, i, blkoff, tochk;
 515                 blkptr_t *bp;
 516
 517                 ibyte = blkid << dn->dn_datablkshift;
 518                 err = dnode_next_offset(dn,
 519                     DNODE_FIND_HAVELOCK, &ibyte, 2, 1, 0);
 520                 new_blkid = ibyte >> dn->dn_datablkshift;
 521                 if (err == ESRCH) {
 522                         skipped += (lastblk >> epbs) - (blkid >> epbs) + 1;
 523                         break;
 524                 }
 525                 if (err) {
 526                         txh->txh_tx->tx_err = err;
 527                         break;
 528                 }
 529                 if (new_blkid > lastblk) {
 530                         skipped += (lastblk >> epbs) - (blkid >> epbs) + 1;
 531                         break;
 532                 }
 533
 534                 if (new_blkid > blkid) {
 535                         ASSERT((new_blkid >> epbs) > (blkid >> epbs));
 536                         skipped += (new_blkid >> epbs) - (blkid >> epbs) - 1;
 537                         nblks -= new_blkid - blkid;
 538                         blkid = new_blkid;
 539                 }
 540                 blkoff = P2PHASE(blkid, epb);
 541                 tochk = MIN(epb - blkoff, nblks);
 542
 543                 err = dbuf_hold_impl(dn, 1, blkid >> epbs,
 544                     FALSE, FALSE, FTAG, &dbuf);
 545                 if (err) {
 546                         txh->txh_tx->tx_err = err;
 547                         break;
 548                 }
 549
 550                 (void) refcount_add_many(&txh->txh_memory_tohold,
 551                     dbuf->db.db_size, FTAG);
 552
 553                 /*
 554                  * We don't check memory_tohold against DMU_MAX_ACCESS because
 555                  * memory_tohold is an over-estimation (especially the >L1
 556                  * indirect blocks), so it could fail.  Callers should have
 557                  * already verified that they will not be holding too much
 558                  * memory.
 559                  */
 560
 561                 err = dbuf_read(dbuf, NULL, DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_CANFAIL);
 562                 if (err != 0) {
 563                         txh->txh_tx->tx_err = err;
 564                         dbuf_rele(dbuf, FTAG);
 565                         break;
 566                 }
 567
 568                 bp = dbuf->db.db_data;
 569                 bp += blkoff;
 570
 571                 for (i = 0; i < tochk; i++) {
 572                         if (dsl_dataset_block_freeable(ds, &bp[i],
 573                             bp[i].blk_birth)) {
 574                                 dprintf_bp(&bp[i], "can free old%s", "");
 575                                 space += bp_get_dsize(spa, &bp[i]);
 576                         }
 577                         unref += BP_GET_ASIZE(bp);
 578                 }
 579                 dbuf_rele(dbuf, FTAG);
 580
 581                 ++nl1blks;
 582                 blkid += tochk;
 583                 nblks -= tochk;
 584         }
 585         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 586
 587         /*
 588          * Add in memory requirements of higher-level indirects.
 589          * This assumes a worst-possible scenario for dn_nlevels and a
 590          * worst-possible distribution of l1-blocks over the region to free.
 591          */
 592         {
 593                 uint64_t blkcnt = 1 + ((l0span >> epbs) >> epbs);
 594                 int level = 2;
 595                 /*
 596                  * Here we don't use DN_MAX_LEVEL, but calculate it with the
 597                  * given datablkshift and indblkshift. This makes the
 598                  * difference between 19 and 8 on large files.
 599                  */
 600                 int maxlevel = 2 + (DN_MAX_OFFSET_SHIFT - dn->dn_datablkshift) /
 601                     (dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT);
 602
 603                 while (level++ < maxlevel) {
 604                         (void) refcount_add_many(&txh->txh_memory_tohold,
 605                             MAX(MIN(blkcnt, nl1blks), 1) << dn->dn_indblkshift,
 606                             FTAG);
 607                         blkcnt = 1 + (blkcnt >> epbs);
 608                 }
 609         }
 610
 611         /* account for new level 1 indirect blocks that might show up */
 612         if (skipped > 0) {
 613                 (void) refcount_add_many(&txh->txh_fudge,
 614                     skipped << dn->dn_indblkshift, FTAG);
 615                 skipped = MIN(skipped, DMU_MAX_DELETEBLKCNT >> epbs);
 616                 (void) refcount_add_many(&txh->txh_memory_tohold,
 617                     skipped << dn->dn_indblkshift, FTAG);
 618         }
 619         (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_tofree, space, FTAG);
 620         (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_tounref, unref, FTAG);
 621 }
 622
 623 /*
 624  * This function marks the transaction as being a "net free".  The end
 625  * result is that refquotas will be disabled for this transaction, and
 626  * this transaction will be able to use half of the pool space overhead
 627  * (see dsl_pool_adjustedsize()).  Therefore this function should only
 628  * be called for transactions that we expect will not cause a net increase
 629  * in the amount of space used (but it's OK if that is occasionally not true).
 630  */
 631 void
 632 dmu_tx_mark_netfree(dmu_tx_t *tx)
 633 {
 634         dmu_tx_hold_t *txh;
 635
 636         txh = dmu_tx_hold_object_impl(tx, tx->tx_objset,
 637             DMU_NEW_OBJECT, THT_FREE, 0, 0);
 638
 639         /*
 640          * Pretend that this operation will free 1GB of space.  This
 641          * should be large enough to cancel out the largest write.
 642          * We don't want to use something like UINT64_MAX, because that would
 643          * cause overflows when doing math with these values (e.g. in
 644          * dmu_tx_try_assign()).
 645          */
 646         (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_tofree,
 647             1024 * 1024 * 1024, FTAG);
 648         (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_tounref,
 649             1024 * 1024 * 1024, FTAG);
 650 }
 651
 652 void
 653 dmu_tx_hold_free(dmu_tx_t *tx, uint64_t object, uint64_t off, uint64_t len)
 654 {
 655         dmu_tx_hold_t *txh;
 656         dnode_t *dn;
 657         int err;
 658         zio_t *zio;
 659
 660         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
 661
 662         txh = dmu_tx_hold_object_impl(tx, tx->tx_objset,
 663             object, THT_FREE, off, len);
 664         if (txh == NULL)
 665                 return;
 666         dn = txh->txh_dnode;
 667         dmu_tx_count_dnode(txh);
 668
 669         if (off >= (dn->dn_maxblkid+1) * dn->dn_datablksz)
 670                 return;
 671         if (len == DMU_OBJECT_END)
 672                 len = (dn->dn_maxblkid+1) * dn->dn_datablksz - off;
 673
 674
 675         /*
 676          * For i/o error checking, we read the first and last level-0
 677          * blocks if they are not aligned, and all the level-1 blocks.
 678          *
 679          * Note:  dbuf_free_range() assumes that we have not instantiated
 680          * any level-0 dbufs that will be completely freed.  Therefore we must
 681          * exercise care to not read or count the first and last blocks
 682          * if they are blocksize-aligned.
 683          */
 684         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
 685                 if (off != 0 || len < dn->dn_datablksz)
 686                         dmu_tx_count_write(txh, 0, dn->dn_datablksz);
 687         } else {
 688                 /* first block will be modified if it is not aligned */
 689                 if (!IS_P2ALIGNED(off, 1 << dn->dn_datablkshift))
 690                         dmu_tx_count_write(txh, off, 1);
 691                 /* last block will be modified if it is not aligned */
 692                 if (!IS_P2ALIGNED(off + len, 1 << dn->dn_datablkshift))
 693                         dmu_tx_count_write(txh, off+len, 1);
 694         }
 695
 696         /*
 697          * Check level-1 blocks.
 698          */
 699         if (dn->dn_nlevels > 1) {
 700                 int shift = dn->dn_datablkshift + dn->dn_indblkshift -
 701                     SPA_BLKPTRSHIFT;
 702                 uint64_t start = off >> shift;
 703                 uint64_t end = (off + len) >> shift;
 704
 705                 ASSERT(dn->dn_indblkshift != 0);
 706
 707                 /*
 708                  * dnode_reallocate() can result in an object with indirect
 709                  * blocks having an odd data block size.  In this case,
 710                  * just check the single block.
 711                  */
 712                 if (dn->dn_datablkshift == 0)
 713                         start = end = 0;
 714
 715                 zio = zio_root(tx->tx_pool->dp_spa,
 716                     NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
 717                 for (uint64_t i = start; i <= end; i++) {
 718                         uint64_t ibyte = i << shift;
 719                         err = dnode_next_offset(dn, 0, &ibyte, 2, 1, 0);
 720                         i = ibyte >> shift;
 721                         if (err == ESRCH || i > end)
 722                                 break;
 723                         if (err) {
 724                                 tx->tx_err = err;
 725                                 return;
 726                         }
 727
 728                         err = dmu_tx_check_ioerr(zio, dn, 1, i);
 729                         if (err) {
 730                                 tx->tx_err = err;
 731                                 return;
 732                         }
 733                 }
 734                 err = zio_wait(zio);
 735                 if (err) {
 736                         tx->tx_err = err;
 737                         return;
 738                 }
 739         }
 740
 741         dmu_tx_count_free(txh, off, len);
 742 }
 743
 744 void
 745 dmu_tx_hold_zap(dmu_tx_t *tx, uint64_t object, int add, const char *name)
 746 {
 747         dmu_tx_hold_t *txh;
 748         dnode_t *dn;
 749         int err;
 750
 751         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
 752
 753         txh = dmu_tx_hold_object_impl(tx, tx->tx_objset,
 754             object, THT_ZAP, add, (uintptr_t)name);
 755         if (txh == NULL)
 756                 return;
 757         dn = txh->txh_dnode;
 758
 759         dmu_tx_count_dnode(txh);
 760
 761         if (dn == NULL) {
 762                 /*
 763                  * We will be able to fit a new object's entries into one leaf
 764                  * block.  So there will be at most 2 blocks total,
 765                  * including the header block.
 766                  */
 767                 dmu_tx_count_write(txh, 0, 2 << fzap_default_block_shift);
 768                 return;
 769         }
 770
 771         ASSERT3P(DMU_OT_BYTESWAP(dn->dn_type), ==, DMU_BSWAP_ZAP);
 772
 773         if (dn->dn_maxblkid == 0 && !add) {
 774                 blkptr_t *bp;
 775
 776                 /*
 777                  * If there is only one block  (i.e. this is a micro-zap)
 778                  * and we are not adding anything, the accounting is simple.
 779                  */
 780                 err = dmu_tx_check_ioerr(NULL, dn, 0, 0);
 781                 if (err) {
 782                         tx->tx_err = err;
 783                         return;
 784                 }
 785
 786                 /*
 787                  * Use max block size here, since we don't know how much
 788                  * the size will change between now and the dbuf dirty call.
 789                  */
 790                 bp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[0];
 791                 if (dsl_dataset_block_freeable(dn->dn_objset->os_dsl_dataset,
 792                     bp, bp->blk_birth)) {
 793                         (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_tooverwrite,
 794                             MZAP_MAX_BLKSZ, FTAG);
 795                 } else {
 796                         (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_towrite,
 797                             MZAP_MAX_BLKSZ, FTAG);
 798                 }
 799                 if (!BP_IS_HOLE(bp)) {
 800                         (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_tounref,
 801                             MZAP_MAX_BLKSZ, FTAG);
 802                 }
 803                 return;
 804         }
 805
 806         if (dn->dn_maxblkid > 0 && name) {
 807                 /*
 808                  * access the name in this fat-zap so that we'll check
 809                  * for i/o errors to the leaf blocks, etc.
 810                  */
 811                 err = zap_lookup_by_dnode(dn, name, 8, 0, NULL);
 812                 if (err == EIO) {
 813                         tx->tx_err = err;
 814                         return;
 815                 }
 816         }
 817
 818         err = zap_count_write_by_dnode(dn, name, add,
 819             &txh->txh_space_towrite, &txh->txh_space_tooverwrite);
 820
 821         /*
 822          * If the modified blocks are scattered to the four winds,
 823          * we'll have to modify an indirect twig for each.  We can make
 824          * modifications at up to 3 locations:
 825          *  - header block at the beginning of the object
 826          *  - target leaf block
 827          *  - end of the object, where we might need to write:
 828          *      - a new leaf block if the target block needs to be split
 829          *      - the new pointer table, if it is growing
 830          *      - the new cookie table, if it is growing
 831          */
 832         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 833         dsl_dataset_phys_t *ds_phys =
 834             dsl_dataset_phys(dn->dn_objset->os_dsl_dataset);
 835         for (int lvl = 1; lvl < dn->dn_nlevels; lvl++) {
 836                 uint64_t num_indirects = 1 + (dn->dn_maxblkid >> (epbs * lvl));
 837                 uint64_t spc = MIN(3, num_indirects) << dn->dn_indblkshift;
 838                 if (ds_phys->ds_prev_snap_obj != 0) {
 839                         (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_towrite,
 840                             spc, FTAG);
 841                 } else {
 842                         (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_tooverwrite,
 843                             spc, FTAG);
 844                 }
 845         }
 846 }
 847
 848 void
 849 dmu_tx_hold_bonus(dmu_tx_t *tx, uint64_t object)
 850 {
 851         dmu_tx_hold_t *txh;
 852
 853         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
 854
 855         txh = dmu_tx_hold_object_impl(tx, tx->tx_objset,
 856             object, THT_BONUS, 0, 0);
 857         if (txh)
 858                 dmu_tx_count_dnode(txh);
 859 }
 860
 861 void
 862 dmu_tx_hold_space(dmu_tx_t *tx, uint64_t space)
 863 {
 864         dmu_tx_hold_t *txh;
 865         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
 866
 867         txh = dmu_tx_hold_object_impl(tx, tx->tx_objset,
 868             DMU_NEW_OBJECT, THT_SPACE, space, 0);
 869
 870         (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_towrite, space, FTAG);
 871 }
 872
 873 int
 874 dmu_tx_holds(dmu_tx_t *tx, uint64_t object)
 875 {
 876         dmu_tx_hold_t *txh;
 877         int holds = 0;
 878
 879         /*
 880          * By asserting that the tx is assigned, we're counting the
 881          * number of dn_tx_holds, which is the same as the number of
 882          * dn_holds.  Otherwise, we'd be counting dn_holds, but
 883          * dn_tx_holds could be 0.
 884          */
 885         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
 886
 887         /* if (tx->tx_anyobj == TRUE) */
 888                 /* return (0); */
 889
 890         for (txh = list_head(&tx->tx_holds); txh;
 891             txh = list_next(&tx->tx_holds, txh)) {
 892                 if (txh->txh_dnode && txh->txh_dnode->dn_object == object)
 893                         holds++;
 894         }
 895
 896         return (holds);
 897 }
 898
 899 #ifdef ZFS_DEBUG
 900 void
 901 dmu_tx_dirty_buf(dmu_tx_t *tx, dmu_buf_impl_t *db)
 902 {
 903         dmu_tx_hold_t *txh;
 904         int match_object = FALSE, match_offset = FALSE;
 905         dnode_t *dn;
 906
 907         DB_DNODE_ENTER(db);
 908         dn = DB_DNODE(db);
 909         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
 910         ASSERT(tx->tx_objset == NULL || dn->dn_objset == tx->tx_objset);
 911         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, db->db.db_object);
 912
 913         if (tx->tx_anyobj) {
 914                 DB_DNODE_EXIT(db);
 915                 return;
 916         }
 917
 918         /* XXX No checking on the meta dnode for now */
 919         if (db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
 920                 DB_DNODE_EXIT(db);
 921                 return;
 922         }
 923
 924         for (txh = list_head(&tx->tx_holds); txh;
 925             txh = list_next(&tx->tx_holds, txh)) {
 926                 ASSERT(dn == NULL || dn->dn_assigned_txg == tx->tx_txg);
 927                 if (txh->txh_dnode == dn && txh->txh_type != THT_NEWOBJECT)
 928                         match_object = TRUE;
 929                 if (txh->txh_dnode == NULL || txh->txh_dnode == dn) {
 930                         int datablkshift = dn->dn_datablkshift ?
 931                             dn->dn_datablkshift : SPA_MAXBLOCKSHIFT;
 932                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
 933                         int shift = datablkshift + epbs * db->db_level;
 934                         uint64_t beginblk = shift >= 64 ? 0 :
 935                             (txh->txh_arg1 >> shift);
 936                         uint64_t endblk = shift >= 64 ? 0 :
 937                             ((txh->txh_arg1 + txh->txh_arg2 - 1) >> shift);
 938                         uint64_t blkid = db->db_blkid;
 939
 940                         /* XXX txh_arg2 better not be zero... */
 941
 942                         dprintf("found txh type %x beginblk=%llx endblk=%llx\n",
 943                             txh->txh_type, beginblk, endblk);
 944
 945                         switch (txh->txh_type) {
 946                         case THT_WRITE:
 947                                 if (blkid >= beginblk && blkid <= endblk)
 948                                         match_offset = TRUE;
 949                                 /*
 950                                  * We will let this hold work for the bonus
 951                                  * or spill buffer so that we don't need to
 952                                  * hold it when creating a new object.
 953                                  */
 954                                 if (blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
 955                                     blkid == DMU_SPILL_BLKID)
 956                                         match_offset = TRUE;
 957                                 /*
 958                                  * They might have to increase nlevels,
 959                                  * thus dirtying the new TLIBs.  Or the
 960                                  * might have to change the block size,
 961                                  * thus dirying the new lvl=0 blk=0.
 962                                  */
 963                                 if (blkid == 0)
 964                                         match_offset = TRUE;
 965                                 break;
 966                         case THT_FREE:
 967                                 /*
 968                                  * We will dirty all the level 1 blocks in
 969                                  * the free range and perhaps the first and
 970                                  * last level 0 block.
 971                                  */
 972                                 if (blkid >= beginblk && (blkid <= endblk ||
 973                                     txh->txh_arg2 == DMU_OBJECT_END))
 974                                         match_offset = TRUE;
 975                                 break;
 976                         case THT_SPILL:
 977                                 if (blkid == DMU_SPILL_BLKID)
 978                                         match_offset = TRUE;
 979                                 break;
 980                         case THT_BONUS:
 981                                 if (blkid == DMU_BONUS_BLKID)
 982                                         match_offset = TRUE;
 983                                 break;
 984                         case THT_ZAP:
 985                                 match_offset = TRUE;
 986                                 break;
 987                         case THT_NEWOBJECT:
 988                                 match_object = TRUE;
 989                                 break;
 990                         default:
 991                                 ASSERT(!"bad txh_type");
 992                         }
 993                 }
 994                 if (match_object && match_offset) {
 995                         DB_DNODE_EXIT(db);
 996                         return;
 997                 }
 998         }
 999         DB_DNODE_EXIT(db);
1000         panic("dirtying dbuf obj=%llx lvl=%u blkid=%llx but not tx_held\n",
1001             (u_longlong_t)db->db.db_object, db->db_level,
1002             (u_longlong_t)db->db_blkid);
1003 }
1004 #endif
1005
1006 /*
1007  * If we can't do 10 iops, something is wrong.  Let us go ahead
1008  * and hit zfs_dirty_data_max.
1009  */
1010 hrtime_t zfs_delay_max_ns = MSEC2NSEC(100);
1011 int zfs_delay_resolution_ns = 100 * 1000; /* 100 microseconds */
1012
1013 /*
1014  * We delay transactions when we've determined that the backend storage
1015  * isn't able to accommodate the rate of incoming writes.
1016  *
1017  * If there is already a transaction waiting, we delay relative to when
1018  * that transaction finishes waiting.  This way the calculated min_time
1019  * is independent of the number of threads concurrently executing
1020  * transactions.
1021  *
1022  * If we are the only waiter, wait relative to when the transaction
1023  * started, rather than the current time.  This credits the transaction for
1024  * "time already served", e.g. reading indirect blocks.
1025  *
1026  * The minimum time for a transaction to take is calculated as:
1027  *     min_time = scale * (dirty - min) / (max - dirty)
1028  *     min_time is then capped at zfs_delay_max_ns.
1029  *
1030  * The delay has two degrees of freedom that can be adjusted via tunables.
1031  * The percentage of dirty data at which we start to delay is defined by
1032  * zfs_delay_min_dirty_percent. This should typically be at or above
1033  * zfs_vdev_async_write_active_max_dirty_percent so that we only start to
1034  * delay after writing at full speed has failed to keep up with the incoming
1035  * write rate. The scale of the curve is defined by zfs_delay_scale. Roughly
1036  * speaking, this variable determines the amount of delay at the midpoint of
1037  * the curve.
1038  *
1039  * delay
1040  *  10ms +-------------------------------------------------------------*+
1041  *       |                                                             *|
1042  *   9ms +                                                             *+
1043  *       |                                                             *|
1044  *   8ms +                                                             *+
1045  *       |                                                            * |
1046  *   7ms +                                                            * +
1047  *       |                                                            * |
1048  *   6ms +                                                            * +
1049  *       |                                                            * |
1050  *   5ms +                                                           *  +
1051  *       |                                                           *  |
1052  *   4ms +                                                           *  +
1053  *       |                                                           *  |
1054  *   3ms +                                                          *   +
1055  *       |                                                          *   |
1056  *   2ms +                                              (midpoint) *    +
1057  *       |                                                  |    **     |
1058  *   1ms +                                                  v ***       +
1059  *       |             zfs_delay_scale ---------->     ********         |
1060  *     0 +-------------------------------------*********----------------+
1061  *       0%                    <- zfs_dirty_data_max ->               100%
1062  *
1063  * Note that since the delay is added to the outstanding time remaining on the
1064  * most recent transaction, the delay is effectively the inverse of IOPS.
1065  * Here the midpoint of 500us translates to 2000 IOPS. The shape of the curve
1066  * was chosen such that small changes in the amount of accumulated dirty data
1067  * in the first 3/4 of the curve yield relatively small differences in the
1068  * amount of delay.
1069  *
1070  * The effects can be easier to understand when the amount of delay is
1071  * represented on a log scale:
1072  *
1073  * delay
1074  * 100ms +-------------------------------------------------------------++
1075  *       +                                                              +
1076  *       |                                                              |
1077  *       +                                                             *+
1078  *  10ms +                                                             *+
1079  *       +                                                           ** +
1080  *       |                                              (midpoint)  **  |
1081  *       +                                                  |     **    +
1082  *   1ms +                                                  v ****      +
1083  *       +             zfs_delay_scale ---------->        *****         +
1084  *       |                                             ****             |
1085  *       +                                          ****                +
1086  * 100us +                                        **                    +
1087  *       +                                       *                      +
1088  *       |                                      *                       |
1089  *       +                                     *                        +
1090  *  10us +                                     *                        +
1091  *       +                                                              +
1092  *       |                                                              |
1093  *       +                                                              +
1094  *       +--------------------------------------------------------------+
1095  *       0%                    <- zfs_dirty_data_max ->               100%
1096  *
1097  * Note here that only as the amount of dirty data approaches its limit does
1098  * the delay start to increase rapidly. The goal of a properly tuned system
1099  * should be to keep the amount of dirty data out of that range by first
1100  * ensuring that the appropriate limits are set for the I/O scheduler to reach
1101  * optimal throughput on the backend storage, and then by changing the value
1102  * of zfs_delay_scale to increase the steepness of the curve.
1103  */
1104 static void
1105 dmu_tx_delay(dmu_tx_t *tx, uint64_t dirty)
1106 {
1107         dsl_pool_t *dp = tx->tx_pool;
1108         uint64_t delay_min_bytes =
1109             zfs_dirty_data_max * zfs_delay_min_dirty_percent / 100;
1110         hrtime_t wakeup, min_tx_time, now;
1111
1112         if (dirty <= delay_min_bytes)
1113                 return;
1114
1115         /*
1116          * The caller has already waited until we are under the max.
1117          * We make them pass us the amount of dirty data so we don't
1118          * have to handle the case of it being >= the max, which could
1119          * cause a divide-by-zero if it's == the max.
1120          */
1121         ASSERT3U(dirty, <, zfs_dirty_data_max);
1122
1123         now = gethrtime();
1124         min_tx_time = zfs_delay_scale *
1125             (dirty - delay_min_bytes) / (zfs_dirty_data_max - dirty);
1126         if (now > tx->tx_start + min_tx_time)
1127                 return;
1128
1129         min_tx_time = MIN(min_tx_time, zfs_delay_max_ns);
1130
1131         DTRACE_PROBE3(delay__mintime, dmu_tx_t *, tx, uint64_t, dirty,
1132             uint64_t, min_tx_time);
1133
1134         mutex_enter(&dp->dp_lock);
1135         wakeup = MAX(tx->tx_start + min_tx_time,
1136             dp->dp_last_wakeup + min_tx_time);
1137         dp->dp_last_wakeup = wakeup;
1138         mutex_exit(&dp->dp_lock);
1139
1140 #ifdef _KERNEL
1141 #ifdef illumos
1142         mutex_enter(&curthread->t_delay_lock);
1143         while (cv_timedwait_hires(&curthread->t_delay_cv,
1144             &curthread->t_delay_lock, wakeup, zfs_delay_resolution_ns,
1145             CALLOUT_FLAG_ABSOLUTE | CALLOUT_FLAG_ROUNDUP) > 0)
1146                 continue;
1147         mutex_exit(&curthread->t_delay_lock);
1148 #else
1149         pause_sbt("dmu_tx_delay", wakeup * SBT_1NS,
1150             zfs_delay_resolution_ns * SBT_1NS, C_ABSOLUTE);
1151 #endif
1152 #else
1153         hrtime_t delta = wakeup - gethrtime();
1154         struct timespec ts;
1155         ts.tv_sec = delta / NANOSEC;
1156         ts.tv_nsec = delta % NANOSEC;
1157         (void) nanosleep(&ts, NULL);
1158 #endif
1159 }
1160
1161 static int
1162 dmu_tx_try_assign(dmu_tx_t *tx, txg_how_t txg_how)
1163 {
1164         dmu_tx_hold_t *txh;
1165         spa_t *spa = tx->tx_pool->dp_spa;
1166         uint64_t memory, asize, fsize, usize;
1167         uint64_t towrite, tofree, tooverwrite, tounref, tohold, fudge;
1168
1169         ASSERT0(tx->tx_txg);
1170
1171         if (tx->tx_err)
1172                 return (tx->tx_err);
1173
1174         if (spa_suspended(spa)) {
1175                 /*
1176                  * If the user has indicated a blocking failure mode
1177                  * then return ERESTART which will block in dmu_tx_wait().
1178                  * Otherwise, return EIO so that an error can get
1179                  * propagated back to the VOP calls.
1180                  *
1181                  * Note that we always honor the txg_how flag regardless
1182                  * of the failuremode setting.
1183                  */
1184                 if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE &&
1185                     txg_how != TXG_WAIT)
1186                         return (SET_ERROR(EIO));
1187
1188                 return (SET_ERROR(ERESTART));
1189         }
1190
1191         if (!tx->tx_waited &&
1192             dsl_pool_need_dirty_delay(tx->tx_pool)) {
1193                 tx->tx_wait_dirty = B_TRUE;
1194                 return (SET_ERROR(ERESTART));
1195         }
1196
1197         tx->tx_txg = txg_hold_open(tx->tx_pool, &tx->tx_txgh);
1198         tx->tx_needassign_txh = NULL;
1199
1200         /*
1201          * NB: No error returns are allowed after txg_hold_open, but
1202          * before processing the dnode holds, due to the
1203          * dmu_tx_unassign() logic.
1204          */
1205
1206         towrite = tofree = tooverwrite = tounref = tohold = fudge = 0;
1207         for (txh = list_head(&tx->tx_holds); txh;
1208             txh = list_next(&tx->tx_holds, txh)) {
1209                 dnode_t *dn = txh->txh_dnode;
1210                 if (dn != NULL) {
1211                         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1212                         if (dn->dn_assigned_txg == tx->tx_txg - 1) {
1213                                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1214                                 tx->tx_needassign_txh = txh;
1215                                 return (SET_ERROR(ERESTART));
1216                         }
1217                         if (dn->dn_assigned_txg == 0)
1218                                 dn->dn_assigned_txg = tx->tx_txg;
1219                         ASSERT3U(dn->dn_assigned_txg, ==, tx->tx_txg);
1220                         (void) refcount_add(&dn->dn_tx_holds, tx);
1221                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1222                 }
1223                 towrite += refcount_count(&txh->txh_space_towrite);
1224                 tofree += refcount_count(&txh->txh_space_tofree);
1225                 tooverwrite += refcount_count(&txh->txh_space_tooverwrite);
1226                 tounref += refcount_count(&txh->txh_space_tounref);
1227                 tohold += refcount_count(&txh->txh_memory_tohold);
1228                 fudge += refcount_count(&txh->txh_fudge);
1229         }
1230
1231         /*
1232          * If a snapshot has been taken since we made our estimates,
1233          * assume that we won't be able to free or overwrite anything.
1234          */
1235         if (tx->tx_objset &&
1236             dsl_dataset_prev_snap_txg(tx->tx_objset->os_dsl_dataset) >
1237             tx->tx_lastsnap_txg) {
1238                 towrite += tooverwrite;
1239                 tooverwrite = tofree = 0;
1240         }
1241
1242         /* needed allocation: worst-case estimate of write space */
1243         asize = spa_get_asize(tx->tx_pool->dp_spa, towrite + tooverwrite);
1244         /* freed space estimate: worst-case overwrite + free estimate */
1245         fsize = spa_get_asize(tx->tx_pool->dp_spa, tooverwrite) + tofree;
1246         /* convert unrefd space to worst-case estimate */
1247         usize = spa_get_asize(tx->tx_pool->dp_spa, tounref);
1248         /* calculate memory footprint estimate */
1249         memory = towrite + tooverwrite + tohold;
1250
1251 #ifdef ZFS_DEBUG
1252         /*
1253          * Add in 'tohold' to account for our dirty holds on this memory
1254          * XXX - the "fudge" factor is to account for skipped blocks that
1255          * we missed because dnode_next_offset() misses in-core-only blocks.
1256          */
1257         tx->tx_space_towrite = asize +
1258             spa_get_asize(tx->tx_pool->dp_spa, tohold + fudge);
1259         tx->tx_space_tofree = tofree;
1260         tx->tx_space_tooverwrite = tooverwrite;
1261         tx->tx_space_tounref = tounref;
1262 #endif
1263
1264         if (tx->tx_dir && asize != 0) {
1265                 int err = dsl_dir_tempreserve_space(tx->tx_dir, memory,
1266                     asize, fsize, usize, &tx->tx_tempreserve_cookie, tx);
1267                 if (err)
1268                         return (err);
1269         }
1270
1271         return (0);
1272 }
1273
1274 static void
1275 dmu_tx_unassign(dmu_tx_t *tx)
1276 {
1277         dmu_tx_hold_t *txh;
1278
1279         if (tx->tx_txg == 0)
1280                 return;
1281
1282         txg_rele_to_quiesce(&tx->tx_txgh);
1283
1284         /*
1285          * Walk the transaction's hold list, removing the hold on the
1286          * associated dnode, and notifying waiters if the refcount drops to 0.
1287          */
1288         for (txh = list_head(&tx->tx_holds); txh != tx->tx_needassign_txh;
1289             txh = list_next(&tx->tx_holds, txh)) {
1290                 dnode_t *dn = txh->txh_dnode;
1291
1292                 if (dn == NULL)
1293                         continue;
1294                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1295                 ASSERT3U(dn->dn_assigned_txg, ==, tx->tx_txg);
1296
1297                 if (refcount_remove(&dn->dn_tx_holds, tx) == 0) {
1298                         dn->dn_assigned_txg = 0;
1299                         cv_broadcast(&dn->dn_notxholds);
1300                 }
1301                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1302         }
1303
1304         txg_rele_to_sync(&tx->tx_txgh);
1305
1306         tx->tx_lasttried_txg = tx->tx_txg;
1307         tx->tx_txg = 0;
1308 }
1309
1310 /*
1311  * Assign tx to a transaction group.  txg_how can be one of:
1312  *
1313  * (1)  TXG_WAIT.  If the current open txg is full, waits until there's
1314  *      a new one.  This should be used when you're not holding locks.
1315  *      It will only fail if we're truly out of space (or over quota).
1316  *
1317  * (2)  TXG_NOWAIT.  If we can't assign into the current open txg without
1318  *      blocking, returns immediately with ERESTART.  This should be used
1319  *      whenever you're holding locks.  On an ERESTART error, the caller
1320  *      should drop locks, do a dmu_tx_wait(tx), and try again.
1321  *
1322  * (3)  TXG_WAITED.  Like TXG_NOWAIT, but indicates that dmu_tx_wait()
1323  *      has already been called on behalf of this operation (though
1324  *      most likely on a different tx).
1325  */
1326 int
1327 dmu_tx_assign(dmu_tx_t *tx, txg_how_t txg_how)
1328 {
1329         int err;
1330
1331         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
1332         ASSERT(txg_how == TXG_WAIT || txg_how == TXG_NOWAIT ||
1333             txg_how == TXG_WAITED);
1334         ASSERT(!dsl_pool_sync_context(tx->tx_pool));
1335
1336         /* If we might wait, we must not hold the config lock. */
1337         ASSERT(txg_how != TXG_WAIT || !dsl_pool_config_held(tx->tx_pool));
1338
1339         if (txg_how == TXG_WAITED)
1340                 tx->tx_waited = B_TRUE;
1341
1342         while ((err = dmu_tx_try_assign(tx, txg_how)) != 0) {
1343                 dmu_tx_unassign(tx);
1344
1345                 if (err != ERESTART || txg_how != TXG_WAIT)
1346                         return (err);
1347
1348                 dmu_tx_wait(tx);
1349         }
1350
1351         txg_rele_to_quiesce(&tx->tx_txgh);
1352
1353         return (0);
1354 }
1355
1356 void
1357 dmu_tx_wait(dmu_tx_t *tx)
1358 {
1359         spa_t *spa = tx->tx_pool->dp_spa;
1360         dsl_pool_t *dp = tx->tx_pool;
1361
1362         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
1363         ASSERT(!dsl_pool_config_held(tx->tx_pool));
1364
1365         if (tx->tx_wait_dirty) {
1366                 /*
1367                  * dmu_tx_try_assign() has determined that we need to wait
1368                  * because we've consumed much or all of the dirty buffer
1369                  * space.
1370                  */
1371                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
1372                 while (dp->dp_dirty_total >= zfs_dirty_data_max)
1373                         cv_wait(&dp->dp_spaceavail_cv, &dp->dp_lock);
1374                 uint64_t dirty = dp->dp_dirty_total;
1375                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
1376
1377                 dmu_tx_delay(tx, dirty);
1378
1379                 tx->tx_wait_dirty = B_FALSE;
1380
1381                 /*
1382                  * Note: setting tx_waited only has effect if the caller
1383                  * used TX_WAIT.  Otherwise they are going to destroy
1384                  * this tx and try again.  The common case, zfs_write(),
1385                  * uses TX_WAIT.
1386                  */
1387                 tx->tx_waited = B_TRUE;
1388         } else if (spa_suspended(spa) || tx->tx_lasttried_txg == 0) {
1389                 /*
1390                  * If the pool is suspended we need to wait until it
1391                  * is resumed.  Note that it's possible that the pool
1392                  * has become active after this thread has tried to
1393                  * obtain a tx.  If that's the case then tx_lasttried_txg
1394                  * would not have been set.
1395                  */
1396                 txg_wait_synced(dp, spa_last_synced_txg(spa) + 1);
1397         } else if (tx->tx_needassign_txh) {
1398                 /*
1399                  * A dnode is assigned to the quiescing txg.  Wait for its
1400                  * transaction to complete.
1401                  */
1402                 dnode_t *dn = tx->tx_needassign_txh->txh_dnode;
1403
1404                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1405                 while (dn->dn_assigned_txg == tx->tx_lasttried_txg - 1)
1406                         cv_wait(&dn->dn_notxholds, &dn->dn_mtx);
1407                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1408                 tx->tx_needassign_txh = NULL;
1409         } else {
1410                 txg_wait_open(tx->tx_pool, tx->tx_lasttried_txg + 1);
1411         }
1412 }
1413
1414 void
1415 dmu_tx_willuse_space(dmu_tx_t *tx, int64_t delta)
1416 {
1417 #ifdef ZFS_DEBUG
1418         if (tx->tx_dir == NULL || delta == 0)
1419                 return;
1420
1421         if (delta > 0) {
1422                 ASSERT3U(refcount_count(&tx->tx_space_written) + delta, <=,
1423                     tx->tx_space_towrite);
1424                 (void) refcount_add_many(&tx->tx_space_written, delta, NULL);
1425         } else {
1426                 (void) refcount_add_many(&tx->tx_space_freed, -delta, NULL);
1427         }
1428 #endif
1429 }
1430
1431 static void
1432 dmu_tx_destroy(dmu_tx_t *tx)
1433 {
1434         dmu_tx_hold_t *txh;
1435
1436         while ((txh = list_head(&tx->tx_holds)) != NULL) {
1437                 dnode_t *dn = txh->txh_dnode;
1438
1439                 list_remove(&tx->tx_holds, txh);
1440                 refcount_destroy_many(&txh->txh_space_towrite,
1441                     refcount_count(&txh->txh_space_towrite));
1442                 refcount_destroy_many(&txh->txh_space_tofree,
1443                     refcount_count(&txh->txh_space_tofree));
1444                 refcount_destroy_many(&txh->txh_space_tooverwrite,
1445                     refcount_count(&txh->txh_space_tooverwrite));
1446                 refcount_destroy_many(&txh->txh_space_tounref,
1447                     refcount_count(&txh->txh_space_tounref));
1448                 refcount_destroy_many(&txh->txh_memory_tohold,
1449                     refcount_count(&txh->txh_memory_tohold));
1450                 refcount_destroy_many(&txh->txh_fudge,
1451                     refcount_count(&txh->txh_fudge));
1452                 kmem_free(txh, sizeof (dmu_tx_hold_t));
1453                 if (dn != NULL)
1454                         dnode_rele(dn, tx);
1455         }
1456
1457         list_destroy(&tx->tx_callbacks);
1458         list_destroy(&tx->tx_holds);
1459 #ifdef ZFS_DEBUG
1460         refcount_destroy_many(&tx->tx_space_written,
1461             refcount_count(&tx->tx_space_written));
1462         refcount_destroy_many(&tx->tx_space_freed,
1463             refcount_count(&tx->tx_space_freed));
1464 #endif
1465         kmem_free(tx, sizeof (dmu_tx_t));
1466 }
1467
1468 void
1469 dmu_tx_commit(dmu_tx_t *tx)
1470 {
1471         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1472
1473         /*
1474          * Go through the transaction's hold list and remove holds on
1475          * associated dnodes, notifying waiters if no holds remain.
1476          */
1477         for (dmu_tx_hold_t *txh = list_head(&tx->tx_holds); txh != NULL;
1478             txh = list_next(&tx->tx_holds, txh)) {
1479                 dnode_t *dn = txh->txh_dnode;
1480
1481                 if (dn == NULL)
1482                         continue;
1483
1484                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1485                 ASSERT3U(dn->dn_assigned_txg, ==, tx->tx_txg);
1486
1487                 if (refcount_remove(&dn->dn_tx_holds, tx) == 0) {
1488                         dn->dn_assigned_txg = 0;
1489                         cv_broadcast(&dn->dn_notxholds);
1490                 }
1491                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1492         }
1493
1494         if (tx->tx_tempreserve_cookie)
1495                 dsl_dir_tempreserve_clear(tx->tx_tempreserve_cookie, tx);
1496
1497         if (!list_is_empty(&tx->tx_callbacks))
1498                 txg_register_callbacks(&tx->tx_txgh, &tx->tx_callbacks);
1499
1500         if (tx->tx_anyobj == FALSE)
1501                 txg_rele_to_sync(&tx->tx_txgh);
1502
1503 #ifdef ZFS_DEBUG
1504         dprintf("towrite=%llu written=%llu tofree=%llu freed=%llu\n",
1505             tx->tx_space_towrite, refcount_count(&tx->tx_space_written),
1506             tx->tx_space_tofree, refcount_count(&tx->tx_space_freed));
1507 #endif
1508         dmu_tx_destroy(tx);
1509 }
1510
1511 void
1512 dmu_tx_abort(dmu_tx_t *tx)
1513 {
1514         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
1515
1516         /*
1517          * Call any registered callbacks with an error code.
1518          */
1519         if (!list_is_empty(&tx->tx_callbacks))
1520                 dmu_tx_do_callbacks(&tx->tx_callbacks, ECANCELED);
1521
1522         dmu_tx_destroy(tx);
1523 }
1524
1525 uint64_t
1526 dmu_tx_get_txg(dmu_tx_t *tx)
1527 {
1528         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1529         return (tx->tx_txg);
1530 }
1531
1532 dsl_pool_t *
1533 dmu_tx_pool(dmu_tx_t *tx)
1534 {
1535         ASSERT(tx->tx_pool != NULL);
1536         return (tx->tx_pool);
1537 }
1538
1539
1540 void
1541 dmu_tx_callback_register(dmu_tx_t *tx, dmu_tx_callback_func_t *func, void *data)
1542 {
1543         dmu_tx_callback_t *dcb;
1544
1545         dcb = kmem_alloc(sizeof (dmu_tx_callback_t), KM_SLEEP);
1546
1547         dcb->dcb_func = func;
1548         dcb->dcb_data = data;
1549
1550         list_insert_tail(&tx->tx_callbacks, dcb);
1551 }
1552
1553 /*
1554  * Call all the commit callbacks on a list, with a given error code.
1555  */
1556 void
1557 dmu_tx_do_callbacks(list_t *cb_list, int error)
1558 {
1559         dmu_tx_callback_t *dcb;
1560
1561         while ((dcb = list_head(cb_list)) != NULL) {
1562                 list_remove(cb_list, dcb);
1563                 dcb->dcb_func(dcb->dcb_data, error);
1564                 kmem_free(dcb, sizeof (dmu_tx_callback_t));
1565         }
1566 }
1567
1568 /*
1569  * Interface to hold a bunch of attributes.
1570  * used for creating new files.
1571  * attrsize is the total size of all attributes
1572  * to be added during object creation
1573  *
1574  * For updating/adding a single attribute dmu_tx_hold_sa() should be used.
1575  */
1576
1577 /*
1578  * hold necessary attribute name for attribute registration.
1579  * should be a very rare case where this is needed.  If it does
1580  * happen it would only happen on the first write to the file system.
1581  */
1582 static void
1583 dmu_tx_sa_registration_hold(sa_os_t *sa, dmu_tx_t *tx)
1584 {
1585         int i;
1586
1587         if (!sa->sa_need_attr_registration)
1588                 return;
1589
1590         for (i = 0; i != sa->sa_num_attrs; i++) {
1591                 if (!sa->sa_attr_table[i].sa_registered) {
1592                         if (sa->sa_reg_attr_obj)
1593                                 dmu_tx_hold_zap(tx, sa->sa_reg_attr_obj,
1594                                     B_TRUE, sa->sa_attr_table[i].sa_name);
1595                         else
1596                                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT,
1597                                     B_TRUE, sa->sa_attr_table[i].sa_name);
1598                 }
1599         }
1600 }
1601
1602
1603 void
1604 dmu_tx_hold_spill(dmu_tx_t *tx, uint64_t object)
1605 {
1606         dnode_t *dn;
1607         dmu_tx_hold_t *txh;
1608
1609         txh = dmu_tx_hold_object_impl(tx, tx->tx_objset, object,
1610             THT_SPILL, 0, 0);
1611
1612         dn = txh->txh_dnode;
1613
1614         if (dn == NULL)
1615                 return;
1616
1617         /* If blkptr doesn't exist then add space to towrite */
1618         if (!(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR)) {
1619                 (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_towrite,
1620                     SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, FTAG);
1621         } else {
1622                 blkptr_t *bp;
1623
1624                 bp = &dn->dn_phys->dn_spill;
1625                 if (dsl_dataset_block_freeable(dn->dn_objset->os_dsl_dataset,
1626                     bp, bp->blk_birth)) {
1627                         (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_tooverwrite,
1628                             SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, FTAG);
1629                 } else {
1630                         (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_towrite,
1631                             SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, FTAG);
1632                 }
1633                 if (!BP_IS_HOLE(bp)) {
1634                         (void) refcount_add_many(&txh->txh_space_tounref,
1635                             SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, FTAG);
1636                 }
1637         }
1638 }
1639
1640 void
1641 dmu_tx_hold_sa_create(dmu_tx_t *tx, int attrsize)
1642 {
1643         sa_os_t *sa = tx->tx_objset->os_sa;
1644
1645         dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1646
1647         if (tx->tx_objset->os_sa->sa_master_obj == 0)
1648                 return;
1649
1650         if (tx->tx_objset->os_sa->sa_layout_attr_obj)
1651                 dmu_tx_hold_zap(tx, sa->sa_layout_attr_obj, B_TRUE, NULL);
1652         else {
1653                 dmu_tx_hold_zap(tx, sa->sa_master_obj, B_TRUE, SA_LAYOUTS);
1654                 dmu_tx_hold_zap(tx, sa->sa_master_obj, B_TRUE, SA_REGISTRY);
1655                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1656                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1657         }
1658
1659         dmu_tx_sa_registration_hold(sa, tx);
1660
1661         if (attrsize <= DN_MAX_BONUSLEN && !sa->sa_force_spill)
1662                 return;
1663
1664         (void) dmu_tx_hold_object_impl(tx, tx->tx_objset, DMU_NEW_OBJECT,
1665             THT_SPILL, 0, 0);
1666 }
1667
1668 /*
1669  * Hold SA attribute
1670  *
1671  * dmu_tx_hold_sa(dmu_tx_t *tx, sa_handle_t *, attribute, add, size)
1672  *
1673  * variable_size is the total size of all variable sized attributes
1674  * passed to this function.  It is not the total size of all
1675  * variable size attributes that *may* exist on this object.
1676  */
1677 void
1678 dmu_tx_hold_sa(dmu_tx_t *tx, sa_handle_t *hdl, boolean_t may_grow)
1679 {
1680         uint64_t object;
1681         sa_os_t *sa = tx->tx_objset->os_sa;
1682
1683         ASSERT(hdl != NULL);
1684
1685         object = sa_handle_object(hdl);
1686
1687         dmu_tx_hold_bonus(tx, object);
1688
1689         if (tx->tx_objset->os_sa->sa_master_obj == 0)
1690                 return;
1691
1692         if (tx->tx_objset->os_sa->sa_reg_attr_obj == 0 ||
1693             tx->tx_objset->os_sa->sa_layout_attr_obj == 0) {
1694                 dmu_tx_hold_zap(tx, sa->sa_master_obj, B_TRUE, SA_LAYOUTS);
1695                 dmu_tx_hold_zap(tx, sa->sa_master_obj, B_TRUE, SA_REGISTRY);
1696                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1697                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1698         }
1699
1700         dmu_tx_sa_registration_hold(sa, tx);
1701
1702         if (may_grow && tx->tx_objset->os_sa->sa_layout_attr_obj)
1703                 dmu_tx_hold_zap(tx, sa->sa_layout_attr_obj, B_TRUE, NULL);
1704
1705         if (sa->sa_force_spill || may_grow || hdl->sa_spill) {
1706                 ASSERT(tx->tx_txg == 0);
1707                 dmu_tx_hold_spill(tx, object);
1708         } else {
1709                 dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)hdl->sa_bonus;
1710                 dnode_t *dn;
1711
1712                 DB_DNODE_ENTER(db);
1713                 dn = DB_DNODE(db);
1714                 if (dn->dn_have_spill) {
1715                         ASSERT(tx->tx_txg == 0);
1716                         dmu_tx_hold_spill(tx, object);
1717                 }
1718                 DB_DNODE_EXIT(db);
1719         }
1720 }