]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.1.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dsl_pool.c
MFS10 r273057
[FreeBSD/releng/10.1.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / 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 http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2011, 2014 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2013 Steven Hartland. All rights reserved.
25  */
26
27 #include <sys/dsl_pool.h>
28 #include <sys/dsl_dataset.h>
29 #include <sys/dsl_prop.h>
30 #include <sys/dsl_dir.h>
31 #include <sys/dsl_synctask.h>
32 #include <sys/dsl_scan.h>
33 #include <sys/dnode.h>
34 #include <sys/dmu_tx.h>
35 #include <sys/dmu_objset.h>
36 #include <sys/arc.h>
37 #include <sys/zap.h>
38 #include <sys/zio.h>
39 #include <sys/zfs_context.h>
40 #include <sys/fs/zfs.h>
41 #include <sys/zfs_znode.h>
42 #include <sys/spa_impl.h>
43 #include <sys/dsl_deadlist.h>
44 #include <sys/bptree.h>
45 #include <sys/zfeature.h>
46 #include <sys/zil_impl.h>
47 #include <sys/dsl_userhold.h>
48
49 #ifdef __FreeBSD__
50 #include <sys/sysctl.h>
51 #include <sys/types.h>
52 #endif
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 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 in /etc/system.
100  */
101 uint64_t zfs_dirty_data_max;
102 uint64_t zfs_dirty_data_max_max = 4ULL * 1024 * 1024 * 1024;
103 int zfs_dirty_data_max_percent = 10;
104
105 /*
106  * If there is at least this much dirty data, push out a txg.
107  */
108 uint64_t zfs_dirty_data_sync = 64 * 1024 * 1024;
109
110 /*
111  * Once there is this amount of dirty data, the dmu_tx_delay() will kick in
112  * and delay each transaction.
113  * This value should be >= zfs_vdev_async_write_active_max_dirty_percent.
114  */
115 int zfs_delay_min_dirty_percent = 60;
116
117 /*
118  * This controls how quickly the delay approaches infinity.
119  * Larger values cause it to delay more for a given amount of dirty data.
120  * Therefore larger values will cause there to be less dirty data for a
121  * given throughput.
122  *
123  * For the smoothest delay, this value should be about 1 billion divided
124  * by the maximum number of operations per second.  This will smoothly
125  * handle between 10x and 1/10th this number.
126  *
127  * Note: zfs_delay_scale * zfs_dirty_data_max must be < 2^64, due to the
128  * multiply in dmu_tx_delay().
129  */
130 uint64_t zfs_delay_scale = 1000 * 1000 * 1000 / 2000;
131
132
133 #ifdef __FreeBSD__
134
135 extern int zfs_vdev_async_write_active_max_dirty_percent;
136
137 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
138
139 TUNABLE_QUAD("vfs.zfs.dirty_data_max", &zfs_dirty_data_max);
140 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, dirty_data_max, CTLFLAG_RWTUN,
141     &zfs_dirty_data_max, 0,
142     "The maximum amount of dirty data in bytes after which new writes are "
143     "halted until space becomes available");
144
145 TUNABLE_QUAD("vfs.zfs.dirty_data_max_max", &zfs_dirty_data_max_max);
146 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, dirty_data_max_max, CTLFLAG_RDTUN,
147     &zfs_dirty_data_max_max, 0,
148     "The absolute cap on dirty_data_max when auto calculating");
149
150 TUNABLE_INT("vfs.zfs.dirty_data_max_percent", &zfs_dirty_data_max_percent);
151 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, dirty_data_max_percent, CTLFLAG_RDTUN,
152     &zfs_dirty_data_max_percent, 0,
153     "The percent of physical memory used to auto calculate dirty_data_max");
154
155 TUNABLE_QUAD("vfs.zfs.dirty_data_sync", &zfs_dirty_data_sync);
156 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, dirty_data_sync, CTLFLAG_RWTUN,
157     &zfs_dirty_data_sync, 0,
158     "Force a txg if the number of dirty buffer bytes exceed this value");
159
160 static int sysctl_zfs_delay_min_dirty_percent(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
161 /* No zfs_delay_min_dirty_percent tunable due to limit requirements */
162 SYSCTL_PROC(_vfs_zfs, OID_AUTO, delay_min_dirty_percent,
163     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_MPSAFE | CTLFLAG_RW, 0, sizeof(int),
164     sysctl_zfs_delay_min_dirty_percent, "I",
165     "The limit of outstanding dirty data before transations are delayed");
166
167 static int sysctl_zfs_delay_scale(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
168 /* No zfs_delay_scale tunable due to limit requirements */
169 SYSCTL_PROC(_vfs_zfs, OID_AUTO, delay_scale,
170     CTLTYPE_U64 | CTLFLAG_MPSAFE | CTLFLAG_RW, 0, sizeof(uint64_t),
171     sysctl_zfs_delay_scale, "QU",
172     "Controls how quickly the delay approaches infinity");
173
174 static int
175 sysctl_zfs_delay_min_dirty_percent(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
176 {
177         int val, err;
178
179         val = zfs_delay_min_dirty_percent;
180         err = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
181         if (err != 0 || req->newptr == NULL)
182                 return (err);
183
184         if (val < zfs_vdev_async_write_active_max_dirty_percent)
185                 return (EINVAL);
186
187         zfs_delay_min_dirty_percent = val;
188
189         return (0);
190 }
191
192 static int
193 sysctl_zfs_delay_scale(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
194 {
195         uint64_t val;
196         int err;
197
198         val = zfs_delay_scale;
199         err = sysctl_handle_64(oidp, &val, 0, req);
200         if (err != 0 || req->newptr == NULL)
201                 return (err);
202
203         if (val > UINT64_MAX / zfs_dirty_data_max)
204                 return (EINVAL);
205
206         zfs_delay_scale = val;
207
208         return (0);
209 }
210 #endif
211
212 hrtime_t zfs_throttle_delay = MSEC2NSEC(10);
213 hrtime_t zfs_throttle_resolution = MSEC2NSEC(10);
214
215 int
216 dsl_pool_open_special_dir(dsl_pool_t *dp, const char *name, dsl_dir_t **ddp)
217 {
218         uint64_t obj;
219         int err;
220
221         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset,
222             dp->dp_root_dir->dd_phys->dd_child_dir_zapobj,
223             name, sizeof (obj), 1, &obj);
224         if (err)
225                 return (err);
226
227         return (dsl_dir_hold_obj(dp, obj, name, dp, ddp));
228 }
229
230 static dsl_pool_t *
231 dsl_pool_open_impl(spa_t *spa, uint64_t txg)
232 {
233         dsl_pool_t *dp;
234         blkptr_t *bp = spa_get_rootblkptr(spa);
235
236         dp = kmem_zalloc(sizeof (dsl_pool_t), KM_SLEEP);
237         dp->dp_spa = spa;
238         dp->dp_meta_rootbp = *bp;
239         rrw_init(&dp->dp_config_rwlock, B_TRUE);
240         txg_init(dp, txg);
241
242         txg_list_create(&dp->dp_dirty_datasets,
243             offsetof(dsl_dataset_t, ds_dirty_link));
244         txg_list_create(&dp->dp_dirty_zilogs,
245             offsetof(zilog_t, zl_dirty_link));
246         txg_list_create(&dp->dp_dirty_dirs,
247             offsetof(dsl_dir_t, dd_dirty_link));
248         txg_list_create(&dp->dp_sync_tasks,
249             offsetof(dsl_sync_task_t, dst_node));
250
251         mutex_init(&dp->dp_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
252         cv_init(&dp->dp_spaceavail_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
253
254         dp->dp_vnrele_taskq = taskq_create("zfs_vn_rele_taskq", 1, minclsyspri,
255             1, 4, 0);
256
257         return (dp);
258 }
259
260 int
261 dsl_pool_init(spa_t *spa, uint64_t txg, dsl_pool_t **dpp)
262 {
263         int err;
264         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
265
266         err = dmu_objset_open_impl(spa, NULL, &dp->dp_meta_rootbp,
267             &dp->dp_meta_objset);
268         if (err != 0)
269                 dsl_pool_close(dp);
270         else
271                 *dpp = dp;
272
273         return (err);
274 }
275
276 int
277 dsl_pool_open(dsl_pool_t *dp)
278 {
279         int err;
280         dsl_dir_t *dd;
281         dsl_dataset_t *ds;
282         uint64_t obj;
283
284         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
285         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
286             DMU_POOL_ROOT_DATASET, sizeof (uint64_t), 1,
287             &dp->dp_root_dir_obj);
288         if (err)
289                 goto out;
290
291         err = dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
292             NULL, dp, &dp->dp_root_dir);
293         if (err)
294                 goto out;
295
296         err = dsl_pool_open_special_dir(dp, MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir);
297         if (err)
298                 goto out;
299
300         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_ORIGIN) {
301                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, ORIGIN_DIR_NAME, &dd);
302                 if (err)
303                         goto out;
304                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp, dd->dd_phys->dd_head_dataset_obj,
305                     FTAG, &ds);
306                 if (err == 0) {
307                         err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
308                             ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, dp,
309                             &dp->dp_origin_snap);
310                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
311                 }
312                 dsl_dir_rele(dd, dp);
313                 if (err)
314                         goto out;
315         }
316
317         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
318                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, FREE_DIR_NAME,
319                     &dp->dp_free_dir);
320                 if (err)
321                         goto out;
322
323                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
324                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
325                 if (err)
326                         goto out;
327                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
328                     dp->dp_meta_objset, obj));
329         }
330
331         /*
332          * Note: errors ignored, because the leak dir will not exist if we
333          * have not encountered a leak yet.
334          */
335         (void) dsl_pool_open_special_dir(dp, LEAK_DIR_NAME,
336             &dp->dp_leak_dir);
337
338         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_ASYNC_DESTROY)) {
339                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
340                     DMU_POOL_BPTREE_OBJ, sizeof (uint64_t), 1,
341                     &dp->dp_bptree_obj);
342                 if (err != 0)
343                         goto out;
344         }
345
346         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_EMPTY_BPOBJ)) {
347                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
348                     DMU_POOL_EMPTY_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1,
349                     &dp->dp_empty_bpobj);
350                 if (err != 0)
351                         goto out;
352         }
353
354         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
355             DMU_POOL_TMP_USERREFS, sizeof (uint64_t), 1,
356             &dp->dp_tmp_userrefs_obj);
357         if (err == ENOENT)
358                 err = 0;
359         if (err)
360                 goto out;
361
362         err = dsl_scan_init(dp, dp->dp_tx.tx_open_txg);
363
364 out:
365         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
366         return (err);
367 }
368
369 void
370 dsl_pool_close(dsl_pool_t *dp)
371 {
372         /*
373          * Drop our references from dsl_pool_open().
374          *
375          * Since we held the origin_snap from "syncing" context (which
376          * includes pool-opening context), it actually only got a "ref"
377          * and not a hold, so just drop that here.
378          */
379         if (dp->dp_origin_snap)
380                 dsl_dataset_rele(dp->dp_origin_snap, dp);
381         if (dp->dp_mos_dir)
382                 dsl_dir_rele(dp->dp_mos_dir, dp);
383         if (dp->dp_free_dir)
384                 dsl_dir_rele(dp->dp_free_dir, dp);
385         if (dp->dp_leak_dir)
386                 dsl_dir_rele(dp->dp_leak_dir, dp);
387         if (dp->dp_root_dir)
388                 dsl_dir_rele(dp->dp_root_dir, dp);
389
390         bpobj_close(&dp->dp_free_bpobj);
391
392         /* undo the dmu_objset_open_impl(mos) from dsl_pool_open() */
393         if (dp->dp_meta_objset)
394                 dmu_objset_evict(dp->dp_meta_objset);
395
396         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_datasets);
397         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_zilogs);
398         txg_list_destroy(&dp->dp_sync_tasks);
399         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_dirs);
400
401         arc_flush(dp->dp_spa);
402         txg_fini(dp);
403         dsl_scan_fini(dp);
404         rrw_destroy(&dp->dp_config_rwlock);
405         mutex_destroy(&dp->dp_lock);
406         taskq_destroy(dp->dp_vnrele_taskq);
407         if (dp->dp_blkstats)
408                 kmem_free(dp->dp_blkstats, sizeof (zfs_all_blkstats_t));
409         kmem_free(dp, sizeof (dsl_pool_t));
410 }
411
412 dsl_pool_t *
413 dsl_pool_create(spa_t *spa, nvlist_t *zplprops, uint64_t txg)
414 {
415         int err;
416         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
417         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
418         objset_t *os;
419         dsl_dataset_t *ds;
420         uint64_t obj;
421
422         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
423
424         /* create and open the MOS (meta-objset) */
425         dp->dp_meta_objset = dmu_objset_create_impl(spa,
426             NULL, &dp->dp_meta_rootbp, DMU_OST_META, tx);
427
428         /* create the pool directory */
429         err = zap_create_claim(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
430             DMU_OT_OBJECT_DIRECTORY, DMU_OT_NONE, 0, tx);
431         ASSERT0(err);
432
433         /* Initialize scan structures */
434         VERIFY0(dsl_scan_init(dp, txg));
435
436         /* create and open the root dir */
437         dp->dp_root_dir_obj = dsl_dir_create_sync(dp, NULL, NULL, tx);
438         VERIFY0(dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
439             NULL, dp, &dp->dp_root_dir));
440
441         /* create and open the meta-objset dir */
442         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, MOS_DIR_NAME, tx);
443         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
444             MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir));
445
446         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
447                 /* create and open the free dir */
448                 (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir,
449                     FREE_DIR_NAME, tx);
450                 VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
451                     FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
452
453                 /* create and open the free_bplist */
454                 obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_MAXBLOCKSIZE, tx);
455                 VERIFY(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
456                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx) == 0);
457                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
458                     dp->dp_meta_objset, obj));
459         }
460
461         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DSL_SCRUB)
462                 dsl_pool_create_origin(dp, tx);
463
464         /* create the root dataset */
465         obj = dsl_dataset_create_sync_dd(dp->dp_root_dir, NULL, 0, tx);
466
467         /* create the root objset */
468         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, obj, FTAG, &ds));
469         os = dmu_objset_create_impl(dp->dp_spa, ds,
470             dsl_dataset_get_blkptr(ds), DMU_OST_ZFS, tx);
471 #ifdef _KERNEL
472         zfs_create_fs(os, kcred, zplprops, tx);
473 #endif
474         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
475
476         dmu_tx_commit(tx);
477
478         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
479
480         return (dp);
481 }
482
483 /*
484  * Account for the meta-objset space in its placeholder dsl_dir.
485  */
486 void
487 dsl_pool_mos_diduse_space(dsl_pool_t *dp,
488     int64_t used, int64_t comp, int64_t uncomp)
489 {
490         ASSERT3U(comp, ==, uncomp); /* it's all metadata */
491         mutex_enter(&dp->dp_lock);
492         dp->dp_mos_used_delta += used;
493         dp->dp_mos_compressed_delta += comp;
494         dp->dp_mos_uncompressed_delta += uncomp;
495         mutex_exit(&dp->dp_lock);
496 }
497
498 static int
499 deadlist_enqueue_cb(void *arg, const blkptr_t *bp, dmu_tx_t *tx)
500 {
501         dsl_deadlist_t *dl = arg;
502         dsl_deadlist_insert(dl, bp, tx);
503         return (0);
504 }
505
506 static void
507 dsl_pool_sync_mos(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
508 {
509         zio_t *zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
510         dmu_objset_sync(dp->dp_meta_objset, zio, tx);
511         VERIFY0(zio_wait(zio));
512         dprintf_bp(&dp->dp_meta_rootbp, "meta objset rootbp is %s", "");
513         spa_set_rootblkptr(dp->dp_spa, &dp->dp_meta_rootbp);
514 }
515
516 static void
517 dsl_pool_dirty_delta(dsl_pool_t *dp, int64_t delta)
518 {
519         ASSERT(MUTEX_HELD(&dp->dp_lock));
520
521         if (delta < 0)
522                 ASSERT3U(-delta, <=, dp->dp_dirty_total);
523
524         dp->dp_dirty_total += delta;
525
526         /*
527          * Note: we signal even when increasing dp_dirty_total.
528          * This ensures forward progress -- each thread wakes the next waiter.
529          */
530         if (dp->dp_dirty_total <= zfs_dirty_data_max)
531                 cv_signal(&dp->dp_spaceavail_cv);
532 }
533
534 void
535 dsl_pool_sync(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
536 {
537         zio_t *zio;
538         dmu_tx_t *tx;
539         dsl_dir_t *dd;
540         dsl_dataset_t *ds;
541         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
542         list_t synced_datasets;
543
544         list_create(&synced_datasets, sizeof (dsl_dataset_t),
545             offsetof(dsl_dataset_t, ds_synced_link));
546
547         tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
548
549         /*
550          * Write out all dirty blocks of dirty datasets.
551          */
552         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
553         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) != NULL) {
554                 /*
555                  * We must not sync any non-MOS datasets twice, because
556                  * we may have taken a snapshot of them.  However, we
557                  * may sync newly-created datasets on pass 2.
558                  */
559                 ASSERT(!list_link_active(&ds->ds_synced_link));
560                 list_insert_tail(&synced_datasets, ds);
561                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
562         }
563         VERIFY0(zio_wait(zio));
564
565         /*
566          * We have written all of the accounted dirty data, so our
567          * dp_space_towrite should now be zero.  However, some seldom-used
568          * code paths do not adhere to this (e.g. dbuf_undirty(), also
569          * rounding error in dbuf_write_physdone).
570          * Shore up the accounting of any dirtied space now.
571          */
572         dsl_pool_undirty_space(dp, dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK], txg);
573
574         /*
575          * After the data blocks have been written (ensured by the zio_wait()
576          * above), update the user/group space accounting.
577          */
578         for (ds = list_head(&synced_datasets); ds != NULL;
579             ds = list_next(&synced_datasets, ds)) {
580                 dmu_objset_do_userquota_updates(ds->ds_objset, tx);
581         }
582
583         /*
584          * Sync the datasets again to push out the changes due to
585          * userspace updates.  This must be done before we process the
586          * sync tasks, so that any snapshots will have the correct
587          * user accounting information (and we won't get confused
588          * about which blocks are part of the snapshot).
589          */
590         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
591         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) != NULL) {
592                 ASSERT(list_link_active(&ds->ds_synced_link));
593                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
594                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
595         }
596         VERIFY0(zio_wait(zio));
597
598         /*
599          * Now that the datasets have been completely synced, we can
600          * clean up our in-memory structures accumulated while syncing:
601          *
602          *  - move dead blocks from the pending deadlist to the on-disk deadlist
603          *  - release hold from dsl_dataset_dirty()
604          */
605         while ((ds = list_remove_head(&synced_datasets)) != NULL) {
606                 objset_t *os = ds->ds_objset;
607                 bplist_iterate(&ds->ds_pending_deadlist,
608                     deadlist_enqueue_cb, &ds->ds_deadlist, tx);
609                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(os, txg));
610                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
611         }
612         while ((dd = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_dirs, txg)) != NULL) {
613                 dsl_dir_sync(dd, tx);
614         }
615
616         /*
617          * The MOS's space is accounted for in the pool/$MOS
618          * (dp_mos_dir).  We can't modify the mos while we're syncing
619          * it, so we remember the deltas and apply them here.
620          */
621         if (dp->dp_mos_used_delta != 0 || dp->dp_mos_compressed_delta != 0 ||
622             dp->dp_mos_uncompressed_delta != 0) {
623                 dsl_dir_diduse_space(dp->dp_mos_dir, DD_USED_HEAD,
624                     dp->dp_mos_used_delta,
625                     dp->dp_mos_compressed_delta,
626                     dp->dp_mos_uncompressed_delta, tx);
627                 dp->dp_mos_used_delta = 0;
628                 dp->dp_mos_compressed_delta = 0;
629                 dp->dp_mos_uncompressed_delta = 0;
630         }
631
632         if (list_head(&mos->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL ||
633             list_head(&mos->os_free_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL) {
634                 dsl_pool_sync_mos(dp, tx);
635         }
636
637         /*
638          * If we modify a dataset in the same txg that we want to destroy it,
639          * its dsl_dir's dd_dbuf will be dirty, and thus have a hold on it.
640          * dsl_dir_destroy_check() will fail if there are unexpected holds.
641          * Therefore, we want to sync the MOS (thus syncing the dd_dbuf
642          * and clearing the hold on it) before we process the sync_tasks.
643          * The MOS data dirtied by the sync_tasks will be synced on the next
644          * pass.
645          */
646         if (!txg_list_empty(&dp->dp_sync_tasks, txg)) {
647                 dsl_sync_task_t *dst;
648                 /*
649                  * No more sync tasks should have been added while we
650                  * were syncing.
651                  */
652                 ASSERT3U(spa_sync_pass(dp->dp_spa), ==, 1);
653                 while ((dst = txg_list_remove(&dp->dp_sync_tasks, txg)) != NULL)
654                         dsl_sync_task_sync(dst, tx);
655         }
656
657         dmu_tx_commit(tx);
658
659         DTRACE_PROBE2(dsl_pool_sync__done, dsl_pool_t *dp, dp, uint64_t, txg);
660 }
661
662 void
663 dsl_pool_sync_done(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
664 {
665         zilog_t *zilog;
666
667         while (zilog = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_zilogs, txg)) {
668                 dsl_dataset_t *ds = dmu_objset_ds(zilog->zl_os);
669                 zil_clean(zilog, txg);
670                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(zilog->zl_os, txg));
671                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, zilog);
672         }
673         ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(dp->dp_meta_objset, txg));
674 }
675
676 /*
677  * TRUE if the current thread is the tx_sync_thread or if we
678  * are being called from SPA context during pool initialization.
679  */
680 int
681 dsl_pool_sync_context(dsl_pool_t *dp)
682 {
683         return (curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread ||
684             spa_is_initializing(dp->dp_spa));
685 }
686
687 uint64_t
688 dsl_pool_adjustedsize(dsl_pool_t *dp, boolean_t netfree)
689 {
690         uint64_t space, resv;
691
692         /*
693          * If we're trying to assess whether it's OK to do a free,
694          * cut the reservation in half to allow forward progress
695          * (e.g. make it possible to rm(1) files from a full pool).
696          */
697         space = spa_get_dspace(dp->dp_spa);
698         resv = spa_get_slop_space(dp->dp_spa);
699         if (netfree)
700                 resv >>= 1;
701
702         return (space - resv);
703 }
704
705 boolean_t
706 dsl_pool_need_dirty_delay(dsl_pool_t *dp)
707 {
708         uint64_t delay_min_bytes =
709             zfs_dirty_data_max * zfs_delay_min_dirty_percent / 100;
710         boolean_t rv;
711
712         mutex_enter(&dp->dp_lock);
713         if (dp->dp_dirty_total > zfs_dirty_data_sync)
714                 txg_kick(dp);
715         rv = (dp->dp_dirty_total > delay_min_bytes);
716         mutex_exit(&dp->dp_lock);
717         return (rv);
718 }
719
720 void
721 dsl_pool_dirty_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
722 {
723         if (space > 0) {
724                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
725                 dp->dp_dirty_pertxg[tx->tx_txg & TXG_MASK] += space;
726                 dsl_pool_dirty_delta(dp, space);
727                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
728         }
729 }
730
731 void
732 dsl_pool_undirty_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, uint64_t txg)
733 {
734         ASSERT3S(space, >=, 0);
735         if (space == 0)
736                 return;
737         mutex_enter(&dp->dp_lock);
738         if (dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] < space) {
739                 /* XXX writing something we didn't dirty? */
740                 space = dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK];
741         }
742         ASSERT3U(dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK], >=, space);
743         dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] -= space;
744         ASSERT3U(dp->dp_dirty_total, >=, space);
745         dsl_pool_dirty_delta(dp, -space);
746         mutex_exit(&dp->dp_lock);
747 }
748
749 /* ARGSUSED */
750 static int
751 upgrade_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *hds, void *arg)
752 {
753         dmu_tx_t *tx = arg;
754         dsl_dataset_t *ds, *prev = NULL;
755         int err;
756
757         err = dsl_dataset_hold_obj(dp, hds->ds_object, FTAG, &ds);
758         if (err)
759                 return (err);
760
761         while (ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj != 0) {
762                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
763                     FTAG, &prev);
764                 if (err) {
765                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
766                         return (err);
767                 }
768
769                 if (prev->ds_phys->ds_next_snap_obj != ds->ds_object)
770                         break;
771                 dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
772                 ds = prev;
773                 prev = NULL;
774         }
775
776         if (prev == NULL) {
777                 prev = dp->dp_origin_snap;
778
779                 /*
780                  * The $ORIGIN can't have any data, or the accounting
781                  * will be wrong.
782                  */
783                 ASSERT0(prev->ds_phys->ds_bp.blk_birth);
784
785                 /* The origin doesn't get attached to itself */
786                 if (ds->ds_object == prev->ds_object) {
787                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
788                         return (0);
789                 }
790
791                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dbuf, tx);
792                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj = prev->ds_object;
793                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_txg = prev->ds_phys->ds_creation_txg;
794
795                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dir->dd_dbuf, tx);
796                 ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj = prev->ds_object;
797
798                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
799                 prev->ds_phys->ds_num_children++;
800
801                 if (ds->ds_phys->ds_next_snap_obj == 0) {
802                         ASSERT(ds->ds_prev == NULL);
803                         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
804                             ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, ds, &ds->ds_prev));
805                 }
806         }
807
808         ASSERT3U(ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj, ==, prev->ds_object);
809         ASSERT3U(ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, ==, prev->ds_object);
810
811         if (prev->ds_phys->ds_next_clones_obj == 0) {
812                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
813                 prev->ds_phys->ds_next_clones_obj =
814                     zap_create(dp->dp_meta_objset,
815                     DMU_OT_NEXT_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
816         }
817         VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
818             prev->ds_phys->ds_next_clones_obj, ds->ds_object, tx));
819
820         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
821         if (prev != dp->dp_origin_snap)
822                 dsl_dataset_rele(prev, FTAG);
823         return (0);
824 }
825
826 void
827 dsl_pool_upgrade_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
828 {
829         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
830         ASSERT(dp->dp_origin_snap != NULL);
831
832         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj, upgrade_clones_cb,
833             tx, DS_FIND_CHILDREN));
834 }
835
836 /* ARGSUSED */
837 static int
838 upgrade_dir_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *ds, void *arg)
839 {
840         dmu_tx_t *tx = arg;
841         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
842
843         if (ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj != 0) {
844                 dsl_dataset_t *origin;
845
846                 VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
847                     ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj, FTAG, &origin));
848
849                 if (origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones == 0) {
850                         dmu_buf_will_dirty(origin->ds_dir->dd_dbuf, tx);
851                         origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones = zap_create(mos,
852                             DMU_OT_DSL_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
853                 }
854
855                 VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
856                     origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones, ds->ds_object, tx));
857
858                 dsl_dataset_rele(origin, FTAG);
859         }
860         return (0);
861 }
862
863 void
864 dsl_pool_upgrade_dir_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
865 {
866         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
867         uint64_t obj;
868
869         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, FREE_DIR_NAME, tx);
870         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
871             FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
872
873         /*
874          * We can't use bpobj_alloc(), because spa_version() still
875          * returns the old version, and we need a new-version bpobj with
876          * subobj support.  So call dmu_object_alloc() directly.
877          */
878         obj = dmu_object_alloc(dp->dp_meta_objset, DMU_OT_BPOBJ,
879             SPA_MAXBLOCKSIZE, DMU_OT_BPOBJ_HDR, sizeof (bpobj_phys_t), tx);
880         VERIFY0(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
881             DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
882         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj, dp->dp_meta_objset, obj));
883
884         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj,
885             upgrade_dir_clones_cb, tx, DS_FIND_CHILDREN));
886 }
887
888 void
889 dsl_pool_create_origin(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
890 {
891         uint64_t dsobj;
892         dsl_dataset_t *ds;
893
894         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
895         ASSERT(dp->dp_origin_snap == NULL);
896         ASSERT(rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER));
897
898         /* create the origin dir, ds, & snap-ds */
899         dsobj = dsl_dataset_create_sync(dp->dp_root_dir, ORIGIN_DIR_NAME,
900             NULL, 0, kcred, tx);
901         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
902         dsl_dataset_snapshot_sync_impl(ds, ORIGIN_DIR_NAME, tx);
903         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
904             dp, &dp->dp_origin_snap));
905         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
906 }
907
908 taskq_t *
909 dsl_pool_vnrele_taskq(dsl_pool_t *dp)
910 {
911         return (dp->dp_vnrele_taskq);
912 }
913
914 /*
915  * Walk through the pool-wide zap object of temporary snapshot user holds
916  * and release them.
917  */
918 void
919 dsl_pool_clean_tmp_userrefs(dsl_pool_t *dp)
920 {
921         zap_attribute_t za;
922         zap_cursor_t zc;
923         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
924         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
925         nvlist_t *holds;
926
927         if (zapobj == 0)
928                 return;
929         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
930
931         holds = fnvlist_alloc();
932
933         for (zap_cursor_init(&zc, mos, zapobj);
934             zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0;
935             zap_cursor_advance(&zc)) {
936                 char *htag;
937                 nvlist_t *tags;
938
939                 htag = strchr(za.za_name, '-');
940                 *htag = '\0';
941                 ++htag;
942                 if (nvlist_lookup_nvlist(holds, za.za_name, &tags) != 0) {
943                         tags = fnvlist_alloc();
944                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
945                         fnvlist_add_nvlist(holds, za.za_name, tags);
946                         fnvlist_free(tags);
947                 } else {
948                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
949                 }
950         }
951         dsl_dataset_user_release_tmp(dp, holds);
952         fnvlist_free(holds);
953         zap_cursor_fini(&zc);
954 }
955
956 /*
957  * Create the pool-wide zap object for storing temporary snapshot holds.
958  */
959 void
960 dsl_pool_user_hold_create_obj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
961 {
962         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
963
964         ASSERT(dp->dp_tmp_userrefs_obj == 0);
965         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
966
967         dp->dp_tmp_userrefs_obj = zap_create_link(mos, DMU_OT_USERREFS,
968             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT, DMU_POOL_TMP_USERREFS, tx);
969 }
970
971 static int
972 dsl_pool_user_hold_rele_impl(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj,
973     const char *tag, uint64_t now, dmu_tx_t *tx, boolean_t holding)
974 {
975         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
976         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
977         char *name;
978         int error;
979
980         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
981         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
982
983         /*
984          * If the pool was created prior to SPA_VERSION_USERREFS, the
985          * zap object for temporary holds might not exist yet.
986          */
987         if (zapobj == 0) {
988                 if (holding) {
989                         dsl_pool_user_hold_create_obj(dp, tx);
990                         zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
991                 } else {
992                         return (SET_ERROR(ENOENT));
993                 }
994         }
995
996         name = kmem_asprintf("%llx-%s", (u_longlong_t)dsobj, tag);
997         if (holding)
998                 error = zap_add(mos, zapobj, name, 8, 1, &now, tx);
999         else
1000                 error = zap_remove(mos, zapobj, name, tx);
1001         strfree(name);
1002
1003         return (error);
1004 }
1005
1006 /*
1007  * Add a temporary hold for the given dataset object and tag.
1008  */
1009 int
1010 dsl_pool_user_hold(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1011     uint64_t now, dmu_tx_t *tx)
1012 {
1013         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, now, tx, B_TRUE));
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Release a temporary hold for the given dataset object and tag.
1018  */
1019 int
1020 dsl_pool_user_release(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1021     dmu_tx_t *tx)
1022 {
1023         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, 0,
1024             tx, B_FALSE));
1025 }
1026
1027 /*
1028  * DSL Pool Configuration Lock
1029  *
1030  * The dp_config_rwlock protects against changes to DSL state (e.g. dataset
1031  * creation / destruction / rename / property setting).  It must be held for
1032  * read to hold a dataset or dsl_dir.  I.e. you must call
1033  * dsl_pool_config_enter() or dsl_pool_hold() before calling
1034  * dsl_{dataset,dir}_hold{_obj}.  In most circumstances, the dp_config_rwlock
1035  * must be held continuously until all datasets and dsl_dirs are released.
1036  *
1037  * The only exception to this rule is that if a "long hold" is placed on
1038  * a dataset, then the dp_config_rwlock may be dropped while the dataset
1039  * is still held.  The long hold will prevent the dataset from being
1040  * destroyed -- the destroy will fail with EBUSY.  A long hold can be
1041  * obtained by calling dsl_dataset_long_hold(), or by "owning" a dataset
1042  * (by calling dsl_{dataset,objset}_{try}own{_obj}).
1043  *
1044  * Legitimate long-holders (including owners) should be long-running, cancelable
1045  * tasks that should cause "zfs destroy" to fail.  This includes DMU
1046  * consumers (i.e. a ZPL filesystem being mounted or ZVOL being open),
1047  * "zfs send", and "zfs diff".  There are several other long-holders whose
1048  * uses are suboptimal (e.g. "zfs promote", and zil_suspend()).
1049  *
1050  * The usual formula for long-holding would be:
1051  * dsl_pool_hold()
1052  * dsl_dataset_hold()
1053  * ... perform checks ...
1054  * dsl_dataset_long_hold()
1055  * dsl_pool_rele()
1056  * ... perform long-running task ...
1057  * dsl_dataset_long_rele()
1058  * dsl_dataset_rele()
1059  *
1060  * Note that when the long hold is released, the dataset is still held but
1061  * the pool is not held.  The dataset may change arbitrarily during this time
1062  * (e.g. it could be destroyed).  Therefore you shouldn't do anything to the
1063  * dataset except release it.
1064  *
1065  * User-initiated operations (e.g. ioctls, zfs_ioc_*()) are either read-only
1066  * or modifying operations.
1067  *
1068  * Modifying operations should generally use dsl_sync_task().  The synctask
1069  * infrastructure enforces proper locking strategy with respect to the
1070  * dp_config_rwlock.  See the comment above dsl_sync_task() for details.
1071  *
1072  * Read-only operations will manually hold the pool, then the dataset, obtain
1073  * information from the dataset, then release the pool and dataset.
1074  * dmu_objset_{hold,rele}() are convenience routines that also do the pool
1075  * hold/rele.
1076  */
1077
1078 int
1079 dsl_pool_hold(const char *name, void *tag, dsl_pool_t **dp)
1080 {
1081         spa_t *spa;
1082         int error;
1083
1084         error = spa_open(name, &spa, tag);
1085         if (error == 0) {
1086                 *dp = spa_get_dsl(spa);
1087                 dsl_pool_config_enter(*dp, tag);
1088         }
1089         return (error);
1090 }
1091
1092 void
1093 dsl_pool_rele(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1094 {
1095         dsl_pool_config_exit(dp, tag);
1096         spa_close(dp->dp_spa, tag);
1097 }
1098
1099 void
1100 dsl_pool_config_enter(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1101 {
1102         /*
1103          * We use a "reentrant" reader-writer lock, but not reentrantly.
1104          *
1105          * The rrwlock can (with the track_all flag) track all reading threads,
1106          * which is very useful for debugging which code path failed to release
1107          * the lock, and for verifying that the *current* thread does hold
1108          * the lock.
1109          *
1110          * (Unlike a rwlock, which knows that N threads hold it for
1111          * read, but not *which* threads, so rw_held(RW_READER) returns TRUE
1112          * if any thread holds it for read, even if this thread doesn't).
1113          */
1114         ASSERT(!rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER));
1115         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER, tag);
1116 }
1117
1118 void
1119 dsl_pool_config_exit(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1120 {
1121         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, tag);
1122 }
1123
1124 boolean_t
1125 dsl_pool_config_held(dsl_pool_t *dp)
1126 {
1127         return (RRW_LOCK_HELD(&dp->dp_config_rwlock));
1128 }