]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dsl_pool.c
MFC r354804,r354806,r354807,r354885: 10499 Multi-modifier protection (MMP)
[FreeBSD/FreeBSD.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, 2017 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2013 Steven Hartland. All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2014 Spectra Logic Corporation, All rights reserved.
26  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
27  * Copyright 2016 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
28  */
29
30 #include <sys/dsl_pool.h>
31 #include <sys/dsl_dataset.h>
32 #include <sys/dsl_prop.h>
33 #include <sys/dsl_dir.h>
34 #include <sys/dsl_synctask.h>
35 #include <sys/dsl_scan.h>
36 #include <sys/dnode.h>
37 #include <sys/dmu_tx.h>
38 #include <sys/dmu_objset.h>
39 #include <sys/arc.h>
40 #include <sys/zap.h>
41 #include <sys/zio.h>
42 #include <sys/zfs_context.h>
43 #include <sys/fs/zfs.h>
44 #include <sys/zfs_znode.h>
45 #include <sys/spa_impl.h>
46 #include <sys/dsl_deadlist.h>
47 #include <sys/vdev_impl.h>
48 #include <sys/metaslab_impl.h>
49 #include <sys/bptree.h>
50 #include <sys/zfeature.h>
51 #include <sys/zil_impl.h>
52 #include <sys/dsl_userhold.h>
53 #include <sys/mmp.h>
54
55 #if defined(__FreeBSD__) && defined(_KERNEL)
56 #include <sys/types.h>
57 #include <sys/sysctl.h>
58 #endif
59
60 /*
61  * ZFS Write Throttle
62  * ------------------
63  *
64  * ZFS must limit the rate of incoming writes to the rate at which it is able
65  * to sync data modifications to the backend storage. Throttling by too much
66  * creates an artificial limit; throttling by too little can only be sustained
67  * for short periods and would lead to highly lumpy performance. On a per-pool
68  * basis, ZFS tracks the amount of modified (dirty) data. As operations change
69  * data, the amount of dirty data increases; as ZFS syncs out data, the amount
70  * of dirty data decreases. When the amount of dirty data exceeds a
71  * predetermined threshold further modifications are blocked until the amount
72  * of dirty data decreases (as data is synced out).
73  *
74  * The limit on dirty data is tunable, and should be adjusted according to
75  * both the IO capacity and available memory of the system. The larger the
76  * window, the more ZFS is able to aggregate and amortize metadata (and data)
77  * changes. However, memory is a limited resource, and allowing for more dirty
78  * data comes at the cost of keeping other useful data in memory (for example
79  * ZFS data cached by the ARC).
80  *
81  * Implementation
82  *
83  * As buffers are modified dsl_pool_willuse_space() increments both the per-
84  * txg (dp_dirty_pertxg[]) and poolwide (dp_dirty_total) accounting of
85  * dirty space used; dsl_pool_dirty_space() decrements those values as data
86  * is synced out from dsl_pool_sync(). While only the poolwide value is
87  * relevant, the per-txg value is useful for debugging. The tunable
88  * zfs_dirty_data_max determines the dirty space limit. Once that value is
89  * exceeded, new writes are halted until space frees up.
90  *
91  * The zfs_dirty_data_sync tunable dictates the threshold at which we
92  * ensure that there is a txg syncing (see the comment in txg.c for a full
93  * description of transaction group stages).
94  *
95  * The IO scheduler uses both the dirty space limit and current amount of
96  * dirty data as inputs. Those values affect the number of concurrent IOs ZFS
97  * issues. See the comment in vdev_queue.c for details of the IO scheduler.
98  *
99  * The delay is also calculated based on the amount of dirty data.  See the
100  * comment above dmu_tx_delay() for details.
101  */
102
103 /*
104  * zfs_dirty_data_max will be set to zfs_dirty_data_max_percent% of all memory,
105  * capped at zfs_dirty_data_max_max.  It can also be overridden in /etc/system.
106  */
107 uint64_t zfs_dirty_data_max;
108 uint64_t zfs_dirty_data_max_max = 4ULL * 1024 * 1024 * 1024;
109 int zfs_dirty_data_max_percent = 10;
110
111 /*
112  * If there's at least this much dirty data (as a percentage of
113  * zfs_dirty_data_max), push out a txg.  This should be less than
114  * zfs_vdev_async_write_active_min_dirty_percent.
115  */
116 uint64_t zfs_dirty_data_sync_pct = 20;
117
118 /*
119  * Once there is this amount of dirty data, the dmu_tx_delay() will kick in
120  * and delay each transaction.
121  * This value should be >= zfs_vdev_async_write_active_max_dirty_percent.
122  */
123 int zfs_delay_min_dirty_percent = 60;
124
125 /*
126  * This controls how quickly the delay approaches infinity.
127  * Larger values cause it to delay more for a given amount of dirty data.
128  * Therefore larger values will cause there to be less dirty data for a
129  * given throughput.
130  *
131  * For the smoothest delay, this value should be about 1 billion divided
132  * by the maximum number of operations per second.  This will smoothly
133  * handle between 10x and 1/10th this number.
134  *
135  * Note: zfs_delay_scale * zfs_dirty_data_max must be < 2^64, due to the
136  * multiply in dmu_tx_delay().
137  */
138 uint64_t zfs_delay_scale = 1000 * 1000 * 1000 / 2000;
139
140 /*
141  * This determines the number of threads used by the dp_sync_taskq.
142  */
143 int zfs_sync_taskq_batch_pct = 75;
144
145 /*
146  * These tunables determine the behavior of how zil_itxg_clean() is
147  * called via zil_clean() in the context of spa_sync(). When an itxg
148  * list needs to be cleaned, TQ_NOSLEEP will be used when dispatching.
149  * If the dispatch fails, the call to zil_itxg_clean() will occur
150  * synchronously in the context of spa_sync(), which can negatively
151  * impact the performance of spa_sync() (e.g. in the case of the itxg
152  * list having a large number of itxs that needs to be cleaned).
153  *
154  * Thus, these tunables can be used to manipulate the behavior of the
155  * taskq used by zil_clean(); they determine the number of taskq entries
156  * that are pre-populated when the taskq is first created (via the
157  * "zfs_zil_clean_taskq_minalloc" tunable) and the maximum number of
158  * taskq entries that are cached after an on-demand allocation (via the
159  * "zfs_zil_clean_taskq_maxalloc").
160  *
161  * The idea being, we want to try reasonably hard to ensure there will
162  * already be a taskq entry pre-allocated by the time that it is needed
163  * by zil_clean(). This way, we can avoid the possibility of an
164  * on-demand allocation of a new taskq entry from failing, which would
165  * result in zil_itxg_clean() being called synchronously from zil_clean()
166  * (which can adversely affect performance of spa_sync()).
167  *
168  * Additionally, the number of threads used by the taskq can be
169  * configured via the "zfs_zil_clean_taskq_nthr_pct" tunable.
170  */
171 int zfs_zil_clean_taskq_nthr_pct = 100;
172 int zfs_zil_clean_taskq_minalloc = 1024;
173 int zfs_zil_clean_taskq_maxalloc = 1024 * 1024;
174
175 #if defined(__FreeBSD__) && defined(_KERNEL)
176
177 extern int zfs_vdev_async_write_active_max_dirty_percent;
178
179 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
180
181 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, dirty_data_max, CTLFLAG_RWTUN,
182     &zfs_dirty_data_max, 0,
183     "The maximum amount of dirty data in bytes after which new writes are "
184     "halted until space becomes available");
185
186 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, dirty_data_max_max, CTLFLAG_RDTUN,
187     &zfs_dirty_data_max_max, 0,
188     "The absolute cap on dirty_data_max when auto calculating");
189
190 static int sysctl_zfs_dirty_data_max_percent(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
191 SYSCTL_PROC(_vfs_zfs, OID_AUTO, dirty_data_max_percent,
192     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_MPSAFE | CTLFLAG_RWTUN, 0, sizeof(int),
193     sysctl_zfs_dirty_data_max_percent, "I",
194     "The percent of physical memory used to auto calculate dirty_data_max");
195
196 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, dirty_data_sync_pct, CTLFLAG_RWTUN,
197     &zfs_dirty_data_sync_pct, 0,
198     "Force a txg if the percent of dirty buffer bytes exceed this value");
199
200 static int sysctl_zfs_delay_min_dirty_percent(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
201 /* No zfs_delay_min_dirty_percent tunable due to limit requirements */
202 SYSCTL_PROC(_vfs_zfs, OID_AUTO, delay_min_dirty_percent,
203     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_MPSAFE | CTLFLAG_RW, 0, sizeof(int),
204     sysctl_zfs_delay_min_dirty_percent, "I",
205     "The limit of outstanding dirty data before transactions are delayed");
206
207 static int sysctl_zfs_delay_scale(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
208 /* No zfs_delay_scale tunable due to limit requirements */
209 SYSCTL_PROC(_vfs_zfs, OID_AUTO, delay_scale,
210     CTLTYPE_U64 | CTLFLAG_MPSAFE | CTLFLAG_RW, 0, sizeof(uint64_t),
211     sysctl_zfs_delay_scale, "QU",
212     "Controls how quickly the delay approaches infinity");
213
214 static int
215 sysctl_zfs_dirty_data_max_percent(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
216 {
217         int val, err;
218
219         val = zfs_dirty_data_max_percent;
220         err = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
221         if (err != 0 || req->newptr == NULL)
222                 return (err);
223
224         if (val < 0 || val > 100)
225                 return (EINVAL);
226
227         zfs_dirty_data_max_percent = val;
228
229         return (0);
230 }
231
232 static int
233 sysctl_zfs_delay_min_dirty_percent(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
234 {
235         int val, err;
236
237         val = zfs_delay_min_dirty_percent;
238         err = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
239         if (err != 0 || req->newptr == NULL)
240                 return (err);
241
242         if (val < zfs_vdev_async_write_active_max_dirty_percent)
243                 return (EINVAL);
244
245         zfs_delay_min_dirty_percent = val;
246
247         return (0);
248 }
249
250 static int
251 sysctl_zfs_delay_scale(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
252 {
253         uint64_t val;
254         int err;
255
256         val = zfs_delay_scale;
257         err = sysctl_handle_64(oidp, &val, 0, req);
258         if (err != 0 || req->newptr == NULL)
259                 return (err);
260
261         if (val > UINT64_MAX / zfs_dirty_data_max)
262                 return (EINVAL);
263
264         zfs_delay_scale = val;
265
266         return (0);
267 }
268 #endif
269
270 int
271 dsl_pool_open_special_dir(dsl_pool_t *dp, const char *name, dsl_dir_t **ddp)
272 {
273         uint64_t obj;
274         int err;
275
276         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset,
277             dsl_dir_phys(dp->dp_root_dir)->dd_child_dir_zapobj,
278             name, sizeof (obj), 1, &obj);
279         if (err)
280                 return (err);
281
282         return (dsl_dir_hold_obj(dp, obj, name, dp, ddp));
283 }
284
285 static dsl_pool_t *
286 dsl_pool_open_impl(spa_t *spa, uint64_t txg)
287 {
288         dsl_pool_t *dp;
289         blkptr_t *bp = spa_get_rootblkptr(spa);
290
291         dp = kmem_zalloc(sizeof (dsl_pool_t), KM_SLEEP);
292         dp->dp_spa = spa;
293         dp->dp_meta_rootbp = *bp;
294         rrw_init(&dp->dp_config_rwlock, B_TRUE);
295         txg_init(dp, txg);
296         mmp_init(spa);
297
298         txg_list_create(&dp->dp_dirty_datasets, spa,
299             offsetof(dsl_dataset_t, ds_dirty_link));
300         txg_list_create(&dp->dp_dirty_zilogs, spa,
301             offsetof(zilog_t, zl_dirty_link));
302         txg_list_create(&dp->dp_dirty_dirs, spa,
303             offsetof(dsl_dir_t, dd_dirty_link));
304         txg_list_create(&dp->dp_sync_tasks, spa,
305             offsetof(dsl_sync_task_t, dst_node));
306         txg_list_create(&dp->dp_early_sync_tasks, spa,
307             offsetof(dsl_sync_task_t, dst_node));
308
309         dp->dp_sync_taskq = taskq_create("dp_sync_taskq",
310             zfs_sync_taskq_batch_pct, minclsyspri, 1, INT_MAX,
311             TASKQ_THREADS_CPU_PCT);
312
313         dp->dp_zil_clean_taskq = taskq_create("dp_zil_clean_taskq",
314             zfs_zil_clean_taskq_nthr_pct, minclsyspri,
315             zfs_zil_clean_taskq_minalloc,
316             zfs_zil_clean_taskq_maxalloc,
317             TASKQ_PREPOPULATE | TASKQ_THREADS_CPU_PCT);
318
319         mutex_init(&dp->dp_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
320         cv_init(&dp->dp_spaceavail_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
321
322         dp->dp_vnrele_taskq = taskq_create("zfs_vn_rele_taskq", 1, minclsyspri,
323             1, 4, 0);
324
325         return (dp);
326 }
327
328 int
329 dsl_pool_init(spa_t *spa, uint64_t txg, dsl_pool_t **dpp)
330 {
331         int err;
332         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
333
334         err = dmu_objset_open_impl(spa, NULL, &dp->dp_meta_rootbp,
335             &dp->dp_meta_objset);
336         if (err != 0)
337                 dsl_pool_close(dp);
338         else
339                 *dpp = dp;
340
341         return (err);
342 }
343
344 int
345 dsl_pool_open(dsl_pool_t *dp)
346 {
347         int err;
348         dsl_dir_t *dd;
349         dsl_dataset_t *ds;
350         uint64_t obj;
351
352         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
353         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
354             DMU_POOL_ROOT_DATASET, sizeof (uint64_t), 1,
355             &dp->dp_root_dir_obj);
356         if (err)
357                 goto out;
358
359         err = dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
360             NULL, dp, &dp->dp_root_dir);
361         if (err)
362                 goto out;
363
364         err = dsl_pool_open_special_dir(dp, MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir);
365         if (err)
366                 goto out;
367
368         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_ORIGIN) {
369                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, ORIGIN_DIR_NAME, &dd);
370                 if (err)
371                         goto out;
372                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
373                     dsl_dir_phys(dd)->dd_head_dataset_obj, FTAG, &ds);
374                 if (err == 0) {
375                         err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
376                             dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, dp,
377                             &dp->dp_origin_snap);
378                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
379                 }
380                 dsl_dir_rele(dd, dp);
381                 if (err)
382                         goto out;
383         }
384
385         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
386                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, FREE_DIR_NAME,
387                     &dp->dp_free_dir);
388                 if (err)
389                         goto out;
390
391                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
392                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
393                 if (err)
394                         goto out;
395                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
396                     dp->dp_meta_objset, obj));
397         }
398
399         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_OBSOLETE_COUNTS)) {
400                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
401                     DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
402                 if (err == 0) {
403                         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_obsolete_bpobj,
404                             dp->dp_meta_objset, obj));
405                 } else if (err == ENOENT) {
406                         /*
407                          * We might not have created the remap bpobj yet.
408                          */
409                         err = 0;
410                 } else {
411                         goto out;
412                 }
413         }
414
415         /*
416          * Note: errors ignored, because the these special dirs, used for
417          * space accounting, are only created on demand.
418          */
419         (void) dsl_pool_open_special_dir(dp, LEAK_DIR_NAME,
420             &dp->dp_leak_dir);
421
422         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_ASYNC_DESTROY)) {
423                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
424                     DMU_POOL_BPTREE_OBJ, sizeof (uint64_t), 1,
425                     &dp->dp_bptree_obj);
426                 if (err != 0)
427                         goto out;
428         }
429
430         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_EMPTY_BPOBJ)) {
431                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
432                     DMU_POOL_EMPTY_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1,
433                     &dp->dp_empty_bpobj);
434                 if (err != 0)
435                         goto out;
436         }
437
438         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
439             DMU_POOL_TMP_USERREFS, sizeof (uint64_t), 1,
440             &dp->dp_tmp_userrefs_obj);
441         if (err == ENOENT)
442                 err = 0;
443         if (err)
444                 goto out;
445
446         err = dsl_scan_init(dp, dp->dp_tx.tx_open_txg);
447
448 out:
449         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
450         return (err);
451 }
452
453 void
454 dsl_pool_close(dsl_pool_t *dp)
455 {
456         /*
457          * Drop our references from dsl_pool_open().
458          *
459          * Since we held the origin_snap from "syncing" context (which
460          * includes pool-opening context), it actually only got a "ref"
461          * and not a hold, so just drop that here.
462          */
463         if (dp->dp_origin_snap != NULL)
464                 dsl_dataset_rele(dp->dp_origin_snap, dp);
465         if (dp->dp_mos_dir != NULL)
466                 dsl_dir_rele(dp->dp_mos_dir, dp);
467         if (dp->dp_free_dir != NULL)
468                 dsl_dir_rele(dp->dp_free_dir, dp);
469         if (dp->dp_leak_dir != NULL)
470                 dsl_dir_rele(dp->dp_leak_dir, dp);
471         if (dp->dp_root_dir != NULL)
472                 dsl_dir_rele(dp->dp_root_dir, dp);
473
474         bpobj_close(&dp->dp_free_bpobj);
475         bpobj_close(&dp->dp_obsolete_bpobj);
476
477         /* undo the dmu_objset_open_impl(mos) from dsl_pool_open() */
478         if (dp->dp_meta_objset != NULL)
479                 dmu_objset_evict(dp->dp_meta_objset);
480
481         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_datasets);
482         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_zilogs);
483         txg_list_destroy(&dp->dp_sync_tasks);
484         txg_list_destroy(&dp->dp_early_sync_tasks);
485         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_dirs);
486
487         taskq_destroy(dp->dp_zil_clean_taskq);
488         taskq_destroy(dp->dp_sync_taskq);
489
490         /*
491          * We can't set retry to TRUE since we're explicitly specifying
492          * a spa to flush. This is good enough; any missed buffers for
493          * this spa won't cause trouble, and they'll eventually fall
494          * out of the ARC just like any other unused buffer.
495          */
496         arc_flush(dp->dp_spa, FALSE);
497
498         mmp_fini(dp->dp_spa);
499         txg_fini(dp);
500         dsl_scan_fini(dp);
501         dmu_buf_user_evict_wait();
502
503         rrw_destroy(&dp->dp_config_rwlock);
504         mutex_destroy(&dp->dp_lock);
505         taskq_destroy(dp->dp_vnrele_taskq);
506         if (dp->dp_blkstats != NULL) {
507                 mutex_destroy(&dp->dp_blkstats->zab_lock);
508                 kmem_free(dp->dp_blkstats, sizeof (zfs_all_blkstats_t));
509         }
510         kmem_free(dp, sizeof (dsl_pool_t));
511 }
512
513 void
514 dsl_pool_create_obsolete_bpobj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
515 {
516         uint64_t obj;
517         /*
518          * Currently, we only create the obsolete_bpobj where there are
519          * indirect vdevs with referenced mappings.
520          */
521         ASSERT(spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_DEVICE_REMOVAL));
522         /* create and open the obsolete_bpobj */
523         obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, tx);
524         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_obsolete_bpobj, dp->dp_meta_objset, obj));
525         VERIFY0(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
526             DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
527         spa_feature_incr(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_OBSOLETE_COUNTS, tx);
528 }
529
530 void
531 dsl_pool_destroy_obsolete_bpobj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
532 {
533         spa_feature_decr(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_OBSOLETE_COUNTS, tx);
534         VERIFY0(zap_remove(dp->dp_meta_objset,
535             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
536             DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ, tx));
537         bpobj_free(dp->dp_meta_objset,
538             dp->dp_obsolete_bpobj.bpo_object, tx);
539         bpobj_close(&dp->dp_obsolete_bpobj);
540 }
541
542 dsl_pool_t *
543 dsl_pool_create(spa_t *spa, nvlist_t *zplprops, uint64_t txg)
544 {
545         int err;
546         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
547         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
548         dsl_dataset_t *ds;
549         uint64_t obj;
550
551         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
552
553         /* create and open the MOS (meta-objset) */
554         dp->dp_meta_objset = dmu_objset_create_impl(spa,
555             NULL, &dp->dp_meta_rootbp, DMU_OST_META, tx);
556
557         /* create the pool directory */
558         err = zap_create_claim(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
559             DMU_OT_OBJECT_DIRECTORY, DMU_OT_NONE, 0, tx);
560         ASSERT0(err);
561
562         /* Initialize scan structures */
563         VERIFY0(dsl_scan_init(dp, txg));
564
565         /* create and open the root dir */
566         dp->dp_root_dir_obj = dsl_dir_create_sync(dp, NULL, NULL, tx);
567         VERIFY0(dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
568             NULL, dp, &dp->dp_root_dir));
569
570         /* create and open the meta-objset dir */
571         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, MOS_DIR_NAME, tx);
572         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
573             MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir));
574
575         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
576                 /* create and open the free dir */
577                 (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir,
578                     FREE_DIR_NAME, tx);
579                 VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
580                     FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
581
582                 /* create and open the free_bplist */
583                 obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, tx);
584                 VERIFY(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
585                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx) == 0);
586                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
587                     dp->dp_meta_objset, obj));
588         }
589
590         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DSL_SCRUB)
591                 dsl_pool_create_origin(dp, tx);
592
593         /* create the root dataset */
594         obj = dsl_dataset_create_sync_dd(dp->dp_root_dir, NULL, 0, tx);
595
596         /* create the root objset */
597         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, obj, FTAG, &ds));
598 #ifdef _KERNEL
599         {
600                 objset_t *os;
601                 rrw_enter(&ds->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
602                 os = dmu_objset_create_impl(dp->dp_spa, ds,
603                     dsl_dataset_get_blkptr(ds), DMU_OST_ZFS, tx);
604                 rrw_exit(&ds->ds_bp_rwlock, FTAG);
605                 zfs_create_fs(os, kcred, zplprops, tx);
606         }
607 #endif
608         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
609
610         dmu_tx_commit(tx);
611
612         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
613
614         return (dp);
615 }
616
617 /*
618  * Account for the meta-objset space in its placeholder dsl_dir.
619  */
620 void
621 dsl_pool_mos_diduse_space(dsl_pool_t *dp,
622     int64_t used, int64_t comp, int64_t uncomp)
623 {
624         ASSERT3U(comp, ==, uncomp); /* it's all metadata */
625         mutex_enter(&dp->dp_lock);
626         dp->dp_mos_used_delta += used;
627         dp->dp_mos_compressed_delta += comp;
628         dp->dp_mos_uncompressed_delta += uncomp;
629         mutex_exit(&dp->dp_lock);
630 }
631
632 static void
633 dsl_pool_sync_mos(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
634 {
635         zio_t *zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
636         dmu_objset_sync(dp->dp_meta_objset, zio, tx);
637         VERIFY0(zio_wait(zio));
638         dprintf_bp(&dp->dp_meta_rootbp, "meta objset rootbp is %s", "");
639         spa_set_rootblkptr(dp->dp_spa, &dp->dp_meta_rootbp);
640 }
641
642 static void
643 dsl_pool_dirty_delta(dsl_pool_t *dp, int64_t delta)
644 {
645         ASSERT(MUTEX_HELD(&dp->dp_lock));
646
647         if (delta < 0)
648                 ASSERT3U(-delta, <=, dp->dp_dirty_total);
649
650         dp->dp_dirty_total += delta;
651
652         /*
653          * Note: we signal even when increasing dp_dirty_total.
654          * This ensures forward progress -- each thread wakes the next waiter.
655          */
656         if (dp->dp_dirty_total < zfs_dirty_data_max)
657                 cv_signal(&dp->dp_spaceavail_cv);
658 }
659
660 static boolean_t
661 dsl_early_sync_task_verify(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
662 {
663         spa_t *spa = dp->dp_spa;
664         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
665
666         for (uint64_t c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
667                 vdev_t *vd = rvd->vdev_child[c];
668                 txg_list_t *tl = &vd->vdev_ms_list;
669                 metaslab_t *ms;
670
671                 for (ms = txg_list_head(tl, TXG_CLEAN(txg)); ms;
672                     ms = txg_list_next(tl, ms, TXG_CLEAN(txg))) {
673                         VERIFY(range_tree_is_empty(ms->ms_freeing));
674                         VERIFY(range_tree_is_empty(ms->ms_checkpointing));
675                 }
676         }
677
678         return (B_TRUE);
679 }
680
681 void
682 dsl_pool_sync(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
683 {
684         zio_t *zio;
685         dmu_tx_t *tx;
686         dsl_dir_t *dd;
687         dsl_dataset_t *ds;
688         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
689         list_t synced_datasets;
690
691         list_create(&synced_datasets, sizeof (dsl_dataset_t),
692             offsetof(dsl_dataset_t, ds_synced_link));
693
694         tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
695
696         /*
697          * Run all early sync tasks before writing out any dirty blocks.
698          * For more info on early sync tasks see block comment in
699          * dsl_early_sync_task().
700          */
701         if (!txg_list_empty(&dp->dp_early_sync_tasks, txg)) {
702                 dsl_sync_task_t *dst;
703
704                 ASSERT3U(spa_sync_pass(dp->dp_spa), ==, 1);
705                 while ((dst =
706                     txg_list_remove(&dp->dp_early_sync_tasks, txg)) != NULL) {
707                         ASSERT(dsl_early_sync_task_verify(dp, txg));
708                         dsl_sync_task_sync(dst, tx);
709                 }
710                 ASSERT(dsl_early_sync_task_verify(dp, txg));
711         }
712
713         /*
714          * Write out all dirty blocks of dirty datasets.
715          */
716         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
717         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) != NULL) {
718                 /*
719                  * We must not sync any non-MOS datasets twice, because
720                  * we may have taken a snapshot of them.  However, we
721                  * may sync newly-created datasets on pass 2.
722                  */
723                 ASSERT(!list_link_active(&ds->ds_synced_link));
724                 list_insert_tail(&synced_datasets, ds);
725                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
726         }
727         VERIFY0(zio_wait(zio));
728
729         /*
730          * We have written all of the accounted dirty data, so our
731          * dp_space_towrite should now be zero.  However, some seldom-used
732          * code paths do not adhere to this (e.g. dbuf_undirty(), also
733          * rounding error in dbuf_write_physdone).
734          * Shore up the accounting of any dirtied space now.
735          */
736         dsl_pool_undirty_space(dp, dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK], txg);
737
738         /*
739          * Update the long range free counter after
740          * we're done syncing user data
741          */
742         mutex_enter(&dp->dp_lock);
743         ASSERT(spa_sync_pass(dp->dp_spa) == 1 ||
744             dp->dp_long_free_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] == 0);
745         dp->dp_long_free_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] = 0;
746         mutex_exit(&dp->dp_lock);
747
748         /*
749          * After the data blocks have been written (ensured by the zio_wait()
750          * above), update the user/group space accounting.  This happens
751          * in tasks dispatched to dp_sync_taskq, so wait for them before
752          * continuing.
753          */
754         for (ds = list_head(&synced_datasets); ds != NULL;
755             ds = list_next(&synced_datasets, ds)) {
756                 dmu_objset_do_userquota_updates(ds->ds_objset, tx);
757         }
758         taskq_wait(dp->dp_sync_taskq);
759
760         /*
761          * Sync the datasets again to push out the changes due to
762          * userspace updates.  This must be done before we process the
763          * sync tasks, so that any snapshots will have the correct
764          * user accounting information (and we won't get confused
765          * about which blocks are part of the snapshot).
766          */
767         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
768         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) != NULL) {
769                 ASSERT(list_link_active(&ds->ds_synced_link));
770                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
771                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
772         }
773         VERIFY0(zio_wait(zio));
774
775         /*
776          * Now that the datasets have been completely synced, we can
777          * clean up our in-memory structures accumulated while syncing:
778          *
779          *  - move dead blocks from the pending deadlist to the on-disk deadlist
780          *  - release hold from dsl_dataset_dirty()
781          */
782         while ((ds = list_remove_head(&synced_datasets)) != NULL) {
783                 dsl_dataset_sync_done(ds, tx);
784         }
785         while ((dd = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_dirs, txg)) != NULL) {
786                 dsl_dir_sync(dd, tx);
787         }
788
789         /*
790          * The MOS's space is accounted for in the pool/$MOS
791          * (dp_mos_dir).  We can't modify the mos while we're syncing
792          * it, so we remember the deltas and apply them here.
793          */
794         if (dp->dp_mos_used_delta != 0 || dp->dp_mos_compressed_delta != 0 ||
795             dp->dp_mos_uncompressed_delta != 0) {
796                 dsl_dir_diduse_space(dp->dp_mos_dir, DD_USED_HEAD,
797                     dp->dp_mos_used_delta,
798                     dp->dp_mos_compressed_delta,
799                     dp->dp_mos_uncompressed_delta, tx);
800                 dp->dp_mos_used_delta = 0;
801                 dp->dp_mos_compressed_delta = 0;
802                 dp->dp_mos_uncompressed_delta = 0;
803         }
804
805         if (!multilist_is_empty(mos->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK])) {
806                 dsl_pool_sync_mos(dp, tx);
807         }
808
809         /*
810          * If we modify a dataset in the same txg that we want to destroy it,
811          * its dsl_dir's dd_dbuf will be dirty, and thus have a hold on it.
812          * dsl_dir_destroy_check() will fail if there are unexpected holds.
813          * Therefore, we want to sync the MOS (thus syncing the dd_dbuf
814          * and clearing the hold on it) before we process the sync_tasks.
815          * The MOS data dirtied by the sync_tasks will be synced on the next
816          * pass.
817          */
818         if (!txg_list_empty(&dp->dp_sync_tasks, txg)) {
819                 dsl_sync_task_t *dst;
820                 /*
821                  * No more sync tasks should have been added while we
822                  * were syncing.
823                  */
824                 ASSERT3U(spa_sync_pass(dp->dp_spa), ==, 1);
825                 while ((dst = txg_list_remove(&dp->dp_sync_tasks, txg)) != NULL)
826                         dsl_sync_task_sync(dst, tx);
827         }
828
829         dmu_tx_commit(tx);
830
831         DTRACE_PROBE2(dsl_pool_sync__done, dsl_pool_t *dp, dp, uint64_t, txg);
832 }
833
834 void
835 dsl_pool_sync_done(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
836 {
837         zilog_t *zilog;
838
839         while (zilog = txg_list_head(&dp->dp_dirty_zilogs, txg)) {
840                 dsl_dataset_t *ds = dmu_objset_ds(zilog->zl_os);
841                 /*
842                  * We don't remove the zilog from the dp_dirty_zilogs
843                  * list until after we've cleaned it. This ensures that
844                  * callers of zilog_is_dirty() receive an accurate
845                  * answer when they are racing with the spa sync thread.
846                  */
847                 zil_clean(zilog, txg);
848                 (void) txg_list_remove_this(&dp->dp_dirty_zilogs, zilog, txg);
849                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(zilog->zl_os, txg));
850                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, zilog);
851         }
852         ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(dp->dp_meta_objset, txg));
853 }
854
855 /*
856  * TRUE if the current thread is the tx_sync_thread or if we
857  * are being called from SPA context during pool initialization.
858  */
859 int
860 dsl_pool_sync_context(dsl_pool_t *dp)
861 {
862         return (curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread ||
863             spa_is_initializing(dp->dp_spa) ||
864             taskq_member(dp->dp_sync_taskq, curthread));
865 }
866
867 /*
868  * This function returns the amount of allocatable space in the pool
869  * minus whatever space is currently reserved by ZFS for specific
870  * purposes. Specifically:
871  *
872  * 1] Any reserved SLOP space
873  * 2] Any space used by the checkpoint
874  * 3] Any space used for deferred frees
875  *
876  * The latter 2 are especially important because they are needed to
877  * rectify the SPA's and DMU's different understanding of how much space
878  * is used. Now the DMU is aware of that extra space tracked by the SPA
879  * without having to maintain a separate special dir (e.g similar to
880  * $MOS, $FREEING, and $LEAKED).
881  *
882  * Note: By deferred frees here, we mean the frees that were deferred
883  * in spa_sync() after sync pass 1 (spa_deferred_bpobj), and not the
884  * segments placed in ms_defer trees during metaslab_sync_done().
885  */
886 uint64_t
887 dsl_pool_adjustedsize(dsl_pool_t *dp, zfs_space_check_t slop_policy)
888 {
889         spa_t *spa = dp->dp_spa;
890         uint64_t space, resv, adjustedsize;
891         uint64_t spa_deferred_frees =
892             spa->spa_deferred_bpobj.bpo_phys->bpo_bytes;
893
894         space = spa_get_dspace(spa)
895             - spa_get_checkpoint_space(spa) - spa_deferred_frees;
896         resv = spa_get_slop_space(spa);
897
898         switch (slop_policy) {
899         case ZFS_SPACE_CHECK_NORMAL:
900                 break;
901         case ZFS_SPACE_CHECK_RESERVED:
902                 resv >>= 1;
903                 break;
904         case ZFS_SPACE_CHECK_EXTRA_RESERVED:
905                 resv >>= 2;
906                 break;
907         case ZFS_SPACE_CHECK_NONE:
908                 resv = 0;
909                 break;
910         default:
911                 panic("invalid slop policy value: %d", slop_policy);
912                 break;
913         }
914         adjustedsize = (space >= resv) ? (space - resv) : 0;
915
916         return (adjustedsize);
917 }
918
919 uint64_t
920 dsl_pool_unreserved_space(dsl_pool_t *dp, zfs_space_check_t slop_policy)
921 {
922         uint64_t poolsize = dsl_pool_adjustedsize(dp, slop_policy);
923         uint64_t deferred =
924             metaslab_class_get_deferred(spa_normal_class(dp->dp_spa));
925         uint64_t quota = (poolsize >= deferred) ? (poolsize - deferred) : 0;
926         return (quota);
927 }
928
929 boolean_t
930 dsl_pool_need_dirty_delay(dsl_pool_t *dp)
931 {
932         uint64_t delay_min_bytes =
933             zfs_dirty_data_max * zfs_delay_min_dirty_percent / 100;
934         uint64_t dirty_min_bytes =
935             zfs_dirty_data_max * zfs_dirty_data_sync_pct / 100;
936         boolean_t rv;
937
938         mutex_enter(&dp->dp_lock);
939         if (dp->dp_dirty_total > dirty_min_bytes)
940                 txg_kick(dp);
941         rv = (dp->dp_dirty_total > delay_min_bytes);
942         mutex_exit(&dp->dp_lock);
943         return (rv);
944 }
945
946 void
947 dsl_pool_dirty_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
948 {
949         if (space > 0) {
950                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
951                 dp->dp_dirty_pertxg[tx->tx_txg & TXG_MASK] += space;
952                 dsl_pool_dirty_delta(dp, space);
953                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
954         }
955 }
956
957 void
958 dsl_pool_undirty_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, uint64_t txg)
959 {
960         ASSERT3S(space, >=, 0);
961         if (space == 0)
962                 return;
963         mutex_enter(&dp->dp_lock);
964         if (dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] < space) {
965                 /* XXX writing something we didn't dirty? */
966                 space = dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK];
967         }
968         ASSERT3U(dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK], >=, space);
969         dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] -= space;
970         ASSERT3U(dp->dp_dirty_total, >=, space);
971         dsl_pool_dirty_delta(dp, -space);
972         mutex_exit(&dp->dp_lock);
973 }
974
975 /* ARGSUSED */
976 static int
977 upgrade_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *hds, void *arg)
978 {
979         dmu_tx_t *tx = arg;
980         dsl_dataset_t *ds, *prev = NULL;
981         int err;
982
983         err = dsl_dataset_hold_obj(dp, hds->ds_object, FTAG, &ds);
984         if (err)
985                 return (err);
986
987         while (dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj != 0) {
988                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
989                     dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, FTAG, &prev);
990                 if (err) {
991                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
992                         return (err);
993                 }
994
995                 if (dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_snap_obj != ds->ds_object)
996                         break;
997                 dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
998                 ds = prev;
999                 prev = NULL;
1000         }
1001
1002         if (prev == NULL) {
1003                 prev = dp->dp_origin_snap;
1004
1005                 /*
1006                  * The $ORIGIN can't have any data, or the accounting
1007                  * will be wrong.
1008                  */
1009                 rrw_enter(&ds->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
1010                 ASSERT0(dsl_dataset_phys(prev)->ds_bp.blk_birth);
1011                 rrw_exit(&ds->ds_bp_rwlock, FTAG);
1012
1013                 /* The origin doesn't get attached to itself */
1014                 if (ds->ds_object == prev->ds_object) {
1015                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1016                         return (0);
1017                 }
1018
1019                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dbuf, tx);
1020                 dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj = prev->ds_object;
1021                 dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_txg =
1022                     dsl_dataset_phys(prev)->ds_creation_txg;
1023
1024                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dir->dd_dbuf, tx);
1025                 dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj = prev->ds_object;
1026
1027                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
1028                 dsl_dataset_phys(prev)->ds_num_children++;
1029
1030                 if (dsl_dataset_phys(ds)->ds_next_snap_obj == 0) {
1031                         ASSERT(ds->ds_prev == NULL);
1032                         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
1033                             dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj,
1034                             ds, &ds->ds_prev));
1035                 }
1036         }
1037
1038         ASSERT3U(dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj, ==, prev->ds_object);
1039         ASSERT3U(dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, ==, prev->ds_object);
1040
1041         if (dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_clones_obj == 0) {
1042                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
1043                 dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_clones_obj =
1044                     zap_create(dp->dp_meta_objset,
1045                     DMU_OT_NEXT_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
1046         }
1047         VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
1048             dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_clones_obj, ds->ds_object, tx));
1049
1050         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1051         if (prev != dp->dp_origin_snap)
1052                 dsl_dataset_rele(prev, FTAG);
1053         return (0);
1054 }
1055
1056 void
1057 dsl_pool_upgrade_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1058 {
1059         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1060         ASSERT(dp->dp_origin_snap != NULL);
1061
1062         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj, upgrade_clones_cb,
1063             tx, DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SERIALIZE));
1064 }
1065
1066 /* ARGSUSED */
1067 static int
1068 upgrade_dir_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *ds, void *arg)
1069 {
1070         dmu_tx_t *tx = arg;
1071         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1072
1073         if (dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj != 0) {
1074                 dsl_dataset_t *origin;
1075
1076                 VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
1077                     dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj, FTAG, &origin));
1078
1079                 if (dsl_dir_phys(origin->ds_dir)->dd_clones == 0) {
1080                         dmu_buf_will_dirty(origin->ds_dir->dd_dbuf, tx);
1081                         dsl_dir_phys(origin->ds_dir)->dd_clones =
1082                             zap_create(mos, DMU_OT_DSL_CLONES, DMU_OT_NONE,
1083                             0, tx);
1084                 }
1085
1086                 VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
1087                     dsl_dir_phys(origin->ds_dir)->dd_clones,
1088                     ds->ds_object, tx));
1089
1090                 dsl_dataset_rele(origin, FTAG);
1091         }
1092         return (0);
1093 }
1094
1095 void
1096 dsl_pool_upgrade_dir_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1097 {
1098         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1099         uint64_t obj;
1100
1101         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, FREE_DIR_NAME, tx);
1102         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
1103             FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
1104
1105         /*
1106          * We can't use bpobj_alloc(), because spa_version() still
1107          * returns the old version, and we need a new-version bpobj with
1108          * subobj support.  So call dmu_object_alloc() directly.
1109          */
1110         obj = dmu_object_alloc(dp->dp_meta_objset, DMU_OT_BPOBJ,
1111             SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, DMU_OT_BPOBJ_HDR, sizeof (bpobj_phys_t), tx);
1112         VERIFY0(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
1113             DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
1114         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj, dp->dp_meta_objset, obj));
1115
1116         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj,
1117             upgrade_dir_clones_cb, tx, DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SERIALIZE));
1118 }
1119
1120 void
1121 dsl_pool_create_origin(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1122 {
1123         uint64_t dsobj;
1124         dsl_dataset_t *ds;
1125
1126         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1127         ASSERT(dp->dp_origin_snap == NULL);
1128         ASSERT(rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER));
1129
1130         /* create the origin dir, ds, & snap-ds */
1131         dsobj = dsl_dataset_create_sync(dp->dp_root_dir, ORIGIN_DIR_NAME,
1132             NULL, 0, kcred, tx);
1133         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
1134         dsl_dataset_snapshot_sync_impl(ds, ORIGIN_DIR_NAME, tx);
1135         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj,
1136             dp, &dp->dp_origin_snap));
1137         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1138 }
1139
1140 taskq_t *
1141 dsl_pool_vnrele_taskq(dsl_pool_t *dp)
1142 {
1143         return (dp->dp_vnrele_taskq);
1144 }
1145
1146 /*
1147  * Walk through the pool-wide zap object of temporary snapshot user holds
1148  * and release them.
1149  */
1150 void
1151 dsl_pool_clean_tmp_userrefs(dsl_pool_t *dp)
1152 {
1153         zap_attribute_t za;
1154         zap_cursor_t zc;
1155         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1156         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1157         nvlist_t *holds;
1158
1159         if (zapobj == 0)
1160                 return;
1161         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
1162
1163         holds = fnvlist_alloc();
1164
1165         for (zap_cursor_init(&zc, mos, zapobj);
1166             zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0;
1167             zap_cursor_advance(&zc)) {
1168                 char *htag;
1169                 nvlist_t *tags;
1170
1171                 htag = strchr(za.za_name, '-');
1172                 *htag = '\0';
1173                 ++htag;
1174                 if (nvlist_lookup_nvlist(holds, za.za_name, &tags) != 0) {
1175                         tags = fnvlist_alloc();
1176                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
1177                         fnvlist_add_nvlist(holds, za.za_name, tags);
1178                         fnvlist_free(tags);
1179                 } else {
1180                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
1181                 }
1182         }
1183         dsl_dataset_user_release_tmp(dp, holds);
1184         fnvlist_free(holds);
1185         zap_cursor_fini(&zc);
1186 }
1187
1188 /*
1189  * Create the pool-wide zap object for storing temporary snapshot holds.
1190  */
1191 void
1192 dsl_pool_user_hold_create_obj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1193 {
1194         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1195
1196         ASSERT(dp->dp_tmp_userrefs_obj == 0);
1197         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1198
1199         dp->dp_tmp_userrefs_obj = zap_create_link(mos, DMU_OT_USERREFS,
1200             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT, DMU_POOL_TMP_USERREFS, tx);
1201 }
1202
1203 static int
1204 dsl_pool_user_hold_rele_impl(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj,
1205     const char *tag, uint64_t now, dmu_tx_t *tx, boolean_t holding)
1206 {
1207         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1208         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1209         char *name;
1210         int error;
1211
1212         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
1213         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1214
1215         /*
1216          * If the pool was created prior to SPA_VERSION_USERREFS, the
1217          * zap object for temporary holds might not exist yet.
1218          */
1219         if (zapobj == 0) {
1220                 if (holding) {
1221                         dsl_pool_user_hold_create_obj(dp, tx);
1222                         zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1223                 } else {
1224                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1225                 }
1226         }
1227
1228         name = kmem_asprintf("%llx-%s", (u_longlong_t)dsobj, tag);
1229         if (holding)
1230                 error = zap_add(mos, zapobj, name, 8, 1, &now, tx);
1231         else
1232                 error = zap_remove(mos, zapobj, name, tx);
1233         strfree(name);
1234
1235         return (error);
1236 }
1237
1238 /*
1239  * Add a temporary hold for the given dataset object and tag.
1240  */
1241 int
1242 dsl_pool_user_hold(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1243     uint64_t now, dmu_tx_t *tx)
1244 {
1245         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, now, tx, B_TRUE));
1246 }
1247
1248 /*
1249  * Release a temporary hold for the given dataset object and tag.
1250  */
1251 int
1252 dsl_pool_user_release(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1253     dmu_tx_t *tx)
1254 {
1255         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, 0, tx, B_FALSE));
1256 }
1257
1258 /*
1259  * DSL Pool Configuration Lock
1260  *
1261  * The dp_config_rwlock protects against changes to DSL state (e.g. dataset
1262  * creation / destruction / rename / property setting).  It must be held for
1263  * read to hold a dataset or dsl_dir.  I.e. you must call
1264  * dsl_pool_config_enter() or dsl_pool_hold() before calling
1265  * dsl_{dataset,dir}_hold{_obj}.  In most circumstances, the dp_config_rwlock
1266  * must be held continuously until all datasets and dsl_dirs are released.
1267  *
1268  * The only exception to this rule is that if a "long hold" is placed on
1269  * a dataset, then the dp_config_rwlock may be dropped while the dataset
1270  * is still held.  The long hold will prevent the dataset from being
1271  * destroyed -- the destroy will fail with EBUSY.  A long hold can be
1272  * obtained by calling dsl_dataset_long_hold(), or by "owning" a dataset
1273  * (by calling dsl_{dataset,objset}_{try}own{_obj}).
1274  *
1275  * Legitimate long-holders (including owners) should be long-running, cancelable
1276  * tasks that should cause "zfs destroy" to fail.  This includes DMU
1277  * consumers (i.e. a ZPL filesystem being mounted or ZVOL being open),
1278  * "zfs send", and "zfs diff".  There are several other long-holders whose
1279  * uses are suboptimal (e.g. "zfs promote", and zil_suspend()).
1280  *
1281  * The usual formula for long-holding would be:
1282  * dsl_pool_hold()
1283  * dsl_dataset_hold()
1284  * ... perform checks ...
1285  * dsl_dataset_long_hold()
1286  * dsl_pool_rele()
1287  * ... perform long-running task ...
1288  * dsl_dataset_long_rele()
1289  * dsl_dataset_rele()
1290  *
1291  * Note that when the long hold is released, the dataset is still held but
1292  * the pool is not held.  The dataset may change arbitrarily during this time
1293  * (e.g. it could be destroyed).  Therefore you shouldn't do anything to the
1294  * dataset except release it.
1295  *
1296  * User-initiated operations (e.g. ioctls, zfs_ioc_*()) are either read-only
1297  * or modifying operations.
1298  *
1299  * Modifying operations should generally use dsl_sync_task().  The synctask
1300  * infrastructure enforces proper locking strategy with respect to the
1301  * dp_config_rwlock.  See the comment above dsl_sync_task() for details.
1302  *
1303  * Read-only operations will manually hold the pool, then the dataset, obtain
1304  * information from the dataset, then release the pool and dataset.
1305  * dmu_objset_{hold,rele}() are convenience routines that also do the pool
1306  * hold/rele.
1307  */
1308
1309 int
1310 dsl_pool_hold(const char *name, void *tag, dsl_pool_t **dp)
1311 {
1312         spa_t *spa;
1313         int error;
1314
1315         error = spa_open(name, &spa, tag);
1316         if (error == 0) {
1317                 *dp = spa_get_dsl(spa);
1318                 dsl_pool_config_enter(*dp, tag);
1319         }
1320         return (error);
1321 }
1322
1323 void
1324 dsl_pool_rele(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1325 {
1326         dsl_pool_config_exit(dp, tag);
1327         spa_close(dp->dp_spa, tag);
1328 }
1329
1330 void
1331 dsl_pool_config_enter(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1332 {
1333         /*
1334          * We use a "reentrant" reader-writer lock, but not reentrantly.
1335          *
1336          * The rrwlock can (with the track_all flag) track all reading threads,
1337          * which is very useful for debugging which code path failed to release
1338          * the lock, and for verifying that the *current* thread does hold
1339          * the lock.
1340          *
1341          * (Unlike a rwlock, which knows that N threads hold it for
1342          * read, but not *which* threads, so rw_held(RW_READER) returns TRUE
1343          * if any thread holds it for read, even if this thread doesn't).
1344          */
1345         ASSERT(!rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER));
1346         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER, tag);
1347 }
1348
1349 void
1350 dsl_pool_config_enter_prio(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1351 {
1352         ASSERT(!rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER));
1353         rrw_enter_read_prio(&dp->dp_config_rwlock, tag);
1354 }
1355
1356 void
1357 dsl_pool_config_exit(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1358 {
1359         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, tag);
1360 }
1361
1362 boolean_t
1363 dsl_pool_config_held(dsl_pool_t *dp)
1364 {
1365         return (RRW_LOCK_HELD(&dp->dp_config_rwlock));
1366 }
1367
1368 boolean_t
1369 dsl_pool_config_held_writer(dsl_pool_t *dp)
1370 {
1371         return (RRW_WRITE_HELD(&dp->dp_config_rwlock));
1372 }