]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dsl_pool.c
MFV r354582: file 5.37.
[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
54 #if defined(__FreeBSD__) && defined(_KERNEL)
55 #include <sys/types.h>
56 #include <sys/sysctl.h>
57 #endif
58
59 /*
60  * ZFS Write Throttle
61  * ------------------
62  *
63  * ZFS must limit the rate of incoming writes to the rate at which it is able
64  * to sync data modifications to the backend storage. Throttling by too much
65  * creates an artificial limit; throttling by too little can only be sustained
66  * for short periods and would lead to highly lumpy performance. On a per-pool
67  * basis, ZFS tracks the amount of modified (dirty) data. As operations change
68  * data, the amount of dirty data increases; as ZFS syncs out data, the amount
69  * of dirty data decreases. When the amount of dirty data exceeds a
70  * predetermined threshold further modifications are blocked until the amount
71  * of dirty data decreases (as data is synced out).
72  *
73  * The limit on dirty data is tunable, and should be adjusted according to
74  * both the IO capacity and available memory of the system. The larger the
75  * window, the more ZFS is able to aggregate and amortize metadata (and data)
76  * changes. However, memory is a limited resource, and allowing for more dirty
77  * data comes at the cost of keeping other useful data in memory (for example
78  * ZFS data cached by the ARC).
79  *
80  * Implementation
81  *
82  * As buffers are modified dsl_pool_willuse_space() increments both the per-
83  * txg (dp_dirty_pertxg[]) and poolwide (dp_dirty_total) accounting of
84  * dirty space used; dsl_pool_dirty_space() decrements those values as data
85  * is synced out from dsl_pool_sync(). While only the poolwide value is
86  * relevant, the per-txg value is useful for debugging. The tunable
87  * zfs_dirty_data_max determines the dirty space limit. Once that value is
88  * exceeded, new writes are halted until space frees up.
89  *
90  * The zfs_dirty_data_sync tunable dictates the threshold at which we
91  * ensure that there is a txg syncing (see the comment in txg.c for a full
92  * description of transaction group stages).
93  *
94  * The IO scheduler uses both the dirty space limit and current amount of
95  * dirty data as inputs. Those values affect the number of concurrent IOs ZFS
96  * issues. See the comment in vdev_queue.c for details of the IO scheduler.
97  *
98  * The delay is also calculated based on the amount of dirty data.  See the
99  * comment above dmu_tx_delay() for details.
100  */
101
102 /*
103  * zfs_dirty_data_max will be set to zfs_dirty_data_max_percent% of all memory,
104  * capped at zfs_dirty_data_max_max.  It can also be overridden in /etc/system.
105  */
106 uint64_t zfs_dirty_data_max;
107 uint64_t zfs_dirty_data_max_max = 4ULL * 1024 * 1024 * 1024;
108 int zfs_dirty_data_max_percent = 10;
109
110 /*
111  * If there's at least this much dirty data (as a percentage of
112  * zfs_dirty_data_max), push out a txg.  This should be less than
113  * zfs_vdev_async_write_active_min_dirty_percent.
114  */
115 uint64_t zfs_dirty_data_sync_pct = 20;
116
117 /*
118  * Once there is this amount of dirty data, the dmu_tx_delay() will kick in
119  * and delay each transaction.
120  * This value should be >= zfs_vdev_async_write_active_max_dirty_percent.
121  */
122 int zfs_delay_min_dirty_percent = 60;
123
124 /*
125  * This controls how quickly the delay approaches infinity.
126  * Larger values cause it to delay more for a given amount of dirty data.
127  * Therefore larger values will cause there to be less dirty data for a
128  * given throughput.
129  *
130  * For the smoothest delay, this value should be about 1 billion divided
131  * by the maximum number of operations per second.  This will smoothly
132  * handle between 10x and 1/10th this number.
133  *
134  * Note: zfs_delay_scale * zfs_dirty_data_max must be < 2^64, due to the
135  * multiply in dmu_tx_delay().
136  */
137 uint64_t zfs_delay_scale = 1000 * 1000 * 1000 / 2000;
138
139 /*
140  * This determines the number of threads used by the dp_sync_taskq.
141  */
142 int zfs_sync_taskq_batch_pct = 75;
143
144 /*
145  * These tunables determine the behavior of how zil_itxg_clean() is
146  * called via zil_clean() in the context of spa_sync(). When an itxg
147  * list needs to be cleaned, TQ_NOSLEEP will be used when dispatching.
148  * If the dispatch fails, the call to zil_itxg_clean() will occur
149  * synchronously in the context of spa_sync(), which can negatively
150  * impact the performance of spa_sync() (e.g. in the case of the itxg
151  * list having a large number of itxs that needs to be cleaned).
152  *
153  * Thus, these tunables can be used to manipulate the behavior of the
154  * taskq used by zil_clean(); they determine the number of taskq entries
155  * that are pre-populated when the taskq is first created (via the
156  * "zfs_zil_clean_taskq_minalloc" tunable) and the maximum number of
157  * taskq entries that are cached after an on-demand allocation (via the
158  * "zfs_zil_clean_taskq_maxalloc").
159  *
160  * The idea being, we want to try reasonably hard to ensure there will
161  * already be a taskq entry pre-allocated by the time that it is needed
162  * by zil_clean(). This way, we can avoid the possibility of an
163  * on-demand allocation of a new taskq entry from failing, which would
164  * result in zil_itxg_clean() being called synchronously from zil_clean()
165  * (which can adversely affect performance of spa_sync()).
166  *
167  * Additionally, the number of threads used by the taskq can be
168  * configured via the "zfs_zil_clean_taskq_nthr_pct" tunable.
169  */
170 int zfs_zil_clean_taskq_nthr_pct = 100;
171 int zfs_zil_clean_taskq_minalloc = 1024;
172 int zfs_zil_clean_taskq_maxalloc = 1024 * 1024;
173
174 #if defined(__FreeBSD__) && defined(_KERNEL)
175
176 extern int zfs_vdev_async_write_active_max_dirty_percent;
177
178 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
179
180 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, dirty_data_max, CTLFLAG_RWTUN,
181     &zfs_dirty_data_max, 0,
182     "The maximum amount of dirty data in bytes after which new writes are "
183     "halted until space becomes available");
184
185 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, dirty_data_max_max, CTLFLAG_RDTUN,
186     &zfs_dirty_data_max_max, 0,
187     "The absolute cap on dirty_data_max when auto calculating");
188
189 static int sysctl_zfs_dirty_data_max_percent(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
190 SYSCTL_PROC(_vfs_zfs, OID_AUTO, dirty_data_max_percent,
191     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_MPSAFE | CTLFLAG_RWTUN, 0, sizeof(int),
192     sysctl_zfs_dirty_data_max_percent, "I",
193     "The percent of physical memory used to auto calculate dirty_data_max");
194
195 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, dirty_data_sync_pct, CTLFLAG_RWTUN,
196     &zfs_dirty_data_sync_pct, 0,
197     "Force a txg if the percent of dirty buffer bytes exceed this value");
198
199 static int sysctl_zfs_delay_min_dirty_percent(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
200 /* No zfs_delay_min_dirty_percent tunable due to limit requirements */
201 SYSCTL_PROC(_vfs_zfs, OID_AUTO, delay_min_dirty_percent,
202     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_MPSAFE | CTLFLAG_RW, 0, sizeof(int),
203     sysctl_zfs_delay_min_dirty_percent, "I",
204     "The limit of outstanding dirty data before transactions are delayed");
205
206 static int sysctl_zfs_delay_scale(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
207 /* No zfs_delay_scale tunable due to limit requirements */
208 SYSCTL_PROC(_vfs_zfs, OID_AUTO, delay_scale,
209     CTLTYPE_U64 | CTLFLAG_MPSAFE | CTLFLAG_RW, 0, sizeof(uint64_t),
210     sysctl_zfs_delay_scale, "QU",
211     "Controls how quickly the delay approaches infinity");
212
213 static int
214 sysctl_zfs_dirty_data_max_percent(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
215 {
216         int val, err;
217
218         val = zfs_dirty_data_max_percent;
219         err = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
220         if (err != 0 || req->newptr == NULL)
221                 return (err);
222
223         if (val < 0 || val > 100)
224                 return (EINVAL);
225
226         zfs_dirty_data_max_percent = val;
227
228         return (0);
229 }
230
231 static int
232 sysctl_zfs_delay_min_dirty_percent(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
233 {
234         int val, err;
235
236         val = zfs_delay_min_dirty_percent;
237         err = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
238         if (err != 0 || req->newptr == NULL)
239                 return (err);
240
241         if (val < zfs_vdev_async_write_active_max_dirty_percent)
242                 return (EINVAL);
243
244         zfs_delay_min_dirty_percent = val;
245
246         return (0);
247 }
248
249 static int
250 sysctl_zfs_delay_scale(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
251 {
252         uint64_t val;
253         int err;
254
255         val = zfs_delay_scale;
256         err = sysctl_handle_64(oidp, &val, 0, req);
257         if (err != 0 || req->newptr == NULL)
258                 return (err);
259
260         if (val > UINT64_MAX / zfs_dirty_data_max)
261                 return (EINVAL);
262
263         zfs_delay_scale = val;
264
265         return (0);
266 }
267 #endif
268
269 int
270 dsl_pool_open_special_dir(dsl_pool_t *dp, const char *name, dsl_dir_t **ddp)
271 {
272         uint64_t obj;
273         int err;
274
275         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset,
276             dsl_dir_phys(dp->dp_root_dir)->dd_child_dir_zapobj,
277             name, sizeof (obj), 1, &obj);
278         if (err)
279                 return (err);
280
281         return (dsl_dir_hold_obj(dp, obj, name, dp, ddp));
282 }
283
284 static dsl_pool_t *
285 dsl_pool_open_impl(spa_t *spa, uint64_t txg)
286 {
287         dsl_pool_t *dp;
288         blkptr_t *bp = spa_get_rootblkptr(spa);
289
290         dp = kmem_zalloc(sizeof (dsl_pool_t), KM_SLEEP);
291         dp->dp_spa = spa;
292         dp->dp_meta_rootbp = *bp;
293         rrw_init(&dp->dp_config_rwlock, B_TRUE);
294         txg_init(dp, txg);
295
296         txg_list_create(&dp->dp_dirty_datasets, spa,
297             offsetof(dsl_dataset_t, ds_dirty_link));
298         txg_list_create(&dp->dp_dirty_zilogs, spa,
299             offsetof(zilog_t, zl_dirty_link));
300         txg_list_create(&dp->dp_dirty_dirs, spa,
301             offsetof(dsl_dir_t, dd_dirty_link));
302         txg_list_create(&dp->dp_sync_tasks, spa,
303             offsetof(dsl_sync_task_t, dst_node));
304         txg_list_create(&dp->dp_early_sync_tasks, spa,
305             offsetof(dsl_sync_task_t, dst_node));
306
307         dp->dp_sync_taskq = taskq_create("dp_sync_taskq",
308             zfs_sync_taskq_batch_pct, minclsyspri, 1, INT_MAX,
309             TASKQ_THREADS_CPU_PCT);
310
311         dp->dp_zil_clean_taskq = taskq_create("dp_zil_clean_taskq",
312             zfs_zil_clean_taskq_nthr_pct, minclsyspri,
313             zfs_zil_clean_taskq_minalloc,
314             zfs_zil_clean_taskq_maxalloc,
315             TASKQ_PREPOPULATE | TASKQ_THREADS_CPU_PCT);
316
317         mutex_init(&dp->dp_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
318         cv_init(&dp->dp_spaceavail_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
319
320         dp->dp_vnrele_taskq = taskq_create("zfs_vn_rele_taskq", 1, minclsyspri,
321             1, 4, 0);
322
323         return (dp);
324 }
325
326 int
327 dsl_pool_init(spa_t *spa, uint64_t txg, dsl_pool_t **dpp)
328 {
329         int err;
330         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
331
332         err = dmu_objset_open_impl(spa, NULL, &dp->dp_meta_rootbp,
333             &dp->dp_meta_objset);
334         if (err != 0)
335                 dsl_pool_close(dp);
336         else
337                 *dpp = dp;
338
339         return (err);
340 }
341
342 int
343 dsl_pool_open(dsl_pool_t *dp)
344 {
345         int err;
346         dsl_dir_t *dd;
347         dsl_dataset_t *ds;
348         uint64_t obj;
349
350         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
351         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
352             DMU_POOL_ROOT_DATASET, sizeof (uint64_t), 1,
353             &dp->dp_root_dir_obj);
354         if (err)
355                 goto out;
356
357         err = dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
358             NULL, dp, &dp->dp_root_dir);
359         if (err)
360                 goto out;
361
362         err = dsl_pool_open_special_dir(dp, MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir);
363         if (err)
364                 goto out;
365
366         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_ORIGIN) {
367                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, ORIGIN_DIR_NAME, &dd);
368                 if (err)
369                         goto out;
370                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
371                     dsl_dir_phys(dd)->dd_head_dataset_obj, FTAG, &ds);
372                 if (err == 0) {
373                         err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
374                             dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, dp,
375                             &dp->dp_origin_snap);
376                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
377                 }
378                 dsl_dir_rele(dd, dp);
379                 if (err)
380                         goto out;
381         }
382
383         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
384                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, FREE_DIR_NAME,
385                     &dp->dp_free_dir);
386                 if (err)
387                         goto out;
388
389                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
390                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
391                 if (err)
392                         goto out;
393                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
394                     dp->dp_meta_objset, obj));
395         }
396
397         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_OBSOLETE_COUNTS)) {
398                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
399                     DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
400                 if (err == 0) {
401                         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_obsolete_bpobj,
402                             dp->dp_meta_objset, obj));
403                 } else if (err == ENOENT) {
404                         /*
405                          * We might not have created the remap bpobj yet.
406                          */
407                         err = 0;
408                 } else {
409                         goto out;
410                 }
411         }
412
413         /*
414          * Note: errors ignored, because the these special dirs, used for
415          * space accounting, are only created on demand.
416          */
417         (void) dsl_pool_open_special_dir(dp, LEAK_DIR_NAME,
418             &dp->dp_leak_dir);
419
420         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_ASYNC_DESTROY)) {
421                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
422                     DMU_POOL_BPTREE_OBJ, sizeof (uint64_t), 1,
423                     &dp->dp_bptree_obj);
424                 if (err != 0)
425                         goto out;
426         }
427
428         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_EMPTY_BPOBJ)) {
429                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
430                     DMU_POOL_EMPTY_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1,
431                     &dp->dp_empty_bpobj);
432                 if (err != 0)
433                         goto out;
434         }
435
436         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
437             DMU_POOL_TMP_USERREFS, sizeof (uint64_t), 1,
438             &dp->dp_tmp_userrefs_obj);
439         if (err == ENOENT)
440                 err = 0;
441         if (err)
442                 goto out;
443
444         err = dsl_scan_init(dp, dp->dp_tx.tx_open_txg);
445
446 out:
447         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
448         return (err);
449 }
450
451 void
452 dsl_pool_close(dsl_pool_t *dp)
453 {
454         /*
455          * Drop our references from dsl_pool_open().
456          *
457          * Since we held the origin_snap from "syncing" context (which
458          * includes pool-opening context), it actually only got a "ref"
459          * and not a hold, so just drop that here.
460          */
461         if (dp->dp_origin_snap != NULL)
462                 dsl_dataset_rele(dp->dp_origin_snap, dp);
463         if (dp->dp_mos_dir != NULL)
464                 dsl_dir_rele(dp->dp_mos_dir, dp);
465         if (dp->dp_free_dir != NULL)
466                 dsl_dir_rele(dp->dp_free_dir, dp);
467         if (dp->dp_leak_dir != NULL)
468                 dsl_dir_rele(dp->dp_leak_dir, dp);
469         if (dp->dp_root_dir != NULL)
470                 dsl_dir_rele(dp->dp_root_dir, dp);
471
472         bpobj_close(&dp->dp_free_bpobj);
473         bpobj_close(&dp->dp_obsolete_bpobj);
474
475         /* undo the dmu_objset_open_impl(mos) from dsl_pool_open() */
476         if (dp->dp_meta_objset != NULL)
477                 dmu_objset_evict(dp->dp_meta_objset);
478
479         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_datasets);
480         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_zilogs);
481         txg_list_destroy(&dp->dp_sync_tasks);
482         txg_list_destroy(&dp->dp_early_sync_tasks);
483         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_dirs);
484
485         taskq_destroy(dp->dp_zil_clean_taskq);
486         taskq_destroy(dp->dp_sync_taskq);
487
488         /*
489          * We can't set retry to TRUE since we're explicitly specifying
490          * a spa to flush. This is good enough; any missed buffers for
491          * this spa won't cause trouble, and they'll eventually fall
492          * out of the ARC just like any other unused buffer.
493          */
494         arc_flush(dp->dp_spa, FALSE);
495
496         txg_fini(dp);
497         dsl_scan_fini(dp);
498         dmu_buf_user_evict_wait();
499
500         rrw_destroy(&dp->dp_config_rwlock);
501         mutex_destroy(&dp->dp_lock);
502         taskq_destroy(dp->dp_vnrele_taskq);
503         if (dp->dp_blkstats != NULL) {
504                 mutex_destroy(&dp->dp_blkstats->zab_lock);
505                 kmem_free(dp->dp_blkstats, sizeof (zfs_all_blkstats_t));
506         }
507         kmem_free(dp, sizeof (dsl_pool_t));
508 }
509
510 void
511 dsl_pool_create_obsolete_bpobj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
512 {
513         uint64_t obj;
514         /*
515          * Currently, we only create the obsolete_bpobj where there are
516          * indirect vdevs with referenced mappings.
517          */
518         ASSERT(spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_DEVICE_REMOVAL));
519         /* create and open the obsolete_bpobj */
520         obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, tx);
521         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_obsolete_bpobj, dp->dp_meta_objset, obj));
522         VERIFY0(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
523             DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
524         spa_feature_incr(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_OBSOLETE_COUNTS, tx);
525 }
526
527 void
528 dsl_pool_destroy_obsolete_bpobj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
529 {
530         spa_feature_decr(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_OBSOLETE_COUNTS, tx);
531         VERIFY0(zap_remove(dp->dp_meta_objset,
532             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
533             DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ, tx));
534         bpobj_free(dp->dp_meta_objset,
535             dp->dp_obsolete_bpobj.bpo_object, tx);
536         bpobj_close(&dp->dp_obsolete_bpobj);
537 }
538
539 dsl_pool_t *
540 dsl_pool_create(spa_t *spa, nvlist_t *zplprops, uint64_t txg)
541 {
542         int err;
543         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
544         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
545         dsl_dataset_t *ds;
546         uint64_t obj;
547
548         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
549
550         /* create and open the MOS (meta-objset) */
551         dp->dp_meta_objset = dmu_objset_create_impl(spa,
552             NULL, &dp->dp_meta_rootbp, DMU_OST_META, tx);
553
554         /* create the pool directory */
555         err = zap_create_claim(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
556             DMU_OT_OBJECT_DIRECTORY, DMU_OT_NONE, 0, tx);
557         ASSERT0(err);
558
559         /* Initialize scan structures */
560         VERIFY0(dsl_scan_init(dp, txg));
561
562         /* create and open the root dir */
563         dp->dp_root_dir_obj = dsl_dir_create_sync(dp, NULL, NULL, tx);
564         VERIFY0(dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
565             NULL, dp, &dp->dp_root_dir));
566
567         /* create and open the meta-objset dir */
568         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, MOS_DIR_NAME, tx);
569         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
570             MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir));
571
572         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
573                 /* create and open the free dir */
574                 (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir,
575                     FREE_DIR_NAME, tx);
576                 VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
577                     FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
578
579                 /* create and open the free_bplist */
580                 obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, tx);
581                 VERIFY(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
582                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx) == 0);
583                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
584                     dp->dp_meta_objset, obj));
585         }
586
587         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DSL_SCRUB)
588                 dsl_pool_create_origin(dp, tx);
589
590         /* create the root dataset */
591         obj = dsl_dataset_create_sync_dd(dp->dp_root_dir, NULL, 0, tx);
592
593         /* create the root objset */
594         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, obj, FTAG, &ds));
595 #ifdef _KERNEL
596         {
597                 objset_t *os;
598                 rrw_enter(&ds->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
599                 os = dmu_objset_create_impl(dp->dp_spa, ds,
600                     dsl_dataset_get_blkptr(ds), DMU_OST_ZFS, tx);
601                 rrw_exit(&ds->ds_bp_rwlock, FTAG);
602                 zfs_create_fs(os, kcred, zplprops, tx);
603         }
604 #endif
605         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
606
607         dmu_tx_commit(tx);
608
609         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
610
611         return (dp);
612 }
613
614 /*
615  * Account for the meta-objset space in its placeholder dsl_dir.
616  */
617 void
618 dsl_pool_mos_diduse_space(dsl_pool_t *dp,
619     int64_t used, int64_t comp, int64_t uncomp)
620 {
621         ASSERT3U(comp, ==, uncomp); /* it's all metadata */
622         mutex_enter(&dp->dp_lock);
623         dp->dp_mos_used_delta += used;
624         dp->dp_mos_compressed_delta += comp;
625         dp->dp_mos_uncompressed_delta += uncomp;
626         mutex_exit(&dp->dp_lock);
627 }
628
629 static void
630 dsl_pool_sync_mos(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
631 {
632         zio_t *zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
633         dmu_objset_sync(dp->dp_meta_objset, zio, tx);
634         VERIFY0(zio_wait(zio));
635         dprintf_bp(&dp->dp_meta_rootbp, "meta objset rootbp is %s", "");
636         spa_set_rootblkptr(dp->dp_spa, &dp->dp_meta_rootbp);
637 }
638
639 static void
640 dsl_pool_dirty_delta(dsl_pool_t *dp, int64_t delta)
641 {
642         ASSERT(MUTEX_HELD(&dp->dp_lock));
643
644         if (delta < 0)
645                 ASSERT3U(-delta, <=, dp->dp_dirty_total);
646
647         dp->dp_dirty_total += delta;
648
649         /*
650          * Note: we signal even when increasing dp_dirty_total.
651          * This ensures forward progress -- each thread wakes the next waiter.
652          */
653         if (dp->dp_dirty_total < zfs_dirty_data_max)
654                 cv_signal(&dp->dp_spaceavail_cv);
655 }
656
657 static boolean_t
658 dsl_early_sync_task_verify(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
659 {
660         spa_t *spa = dp->dp_spa;
661         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
662
663         for (uint64_t c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
664                 vdev_t *vd = rvd->vdev_child[c];
665                 txg_list_t *tl = &vd->vdev_ms_list;
666                 metaslab_t *ms;
667
668                 for (ms = txg_list_head(tl, TXG_CLEAN(txg)); ms;
669                     ms = txg_list_next(tl, ms, TXG_CLEAN(txg))) {
670                         VERIFY(range_tree_is_empty(ms->ms_freeing));
671                         VERIFY(range_tree_is_empty(ms->ms_checkpointing));
672                 }
673         }
674
675         return (B_TRUE);
676 }
677
678 void
679 dsl_pool_sync(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
680 {
681         zio_t *zio;
682         dmu_tx_t *tx;
683         dsl_dir_t *dd;
684         dsl_dataset_t *ds;
685         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
686         list_t synced_datasets;
687
688         list_create(&synced_datasets, sizeof (dsl_dataset_t),
689             offsetof(dsl_dataset_t, ds_synced_link));
690
691         tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
692
693         /*
694          * Run all early sync tasks before writing out any dirty blocks.
695          * For more info on early sync tasks see block comment in
696          * dsl_early_sync_task().
697          */
698         if (!txg_list_empty(&dp->dp_early_sync_tasks, txg)) {
699                 dsl_sync_task_t *dst;
700
701                 ASSERT3U(spa_sync_pass(dp->dp_spa), ==, 1);
702                 while ((dst =
703                     txg_list_remove(&dp->dp_early_sync_tasks, txg)) != NULL) {
704                         ASSERT(dsl_early_sync_task_verify(dp, txg));
705                         dsl_sync_task_sync(dst, tx);
706                 }
707                 ASSERT(dsl_early_sync_task_verify(dp, txg));
708         }
709
710         /*
711          * Write out all dirty blocks of dirty datasets.
712          */
713         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
714         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) != NULL) {
715                 /*
716                  * We must not sync any non-MOS datasets twice, because
717                  * we may have taken a snapshot of them.  However, we
718                  * may sync newly-created datasets on pass 2.
719                  */
720                 ASSERT(!list_link_active(&ds->ds_synced_link));
721                 list_insert_tail(&synced_datasets, ds);
722                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
723         }
724         VERIFY0(zio_wait(zio));
725
726         /*
727          * We have written all of the accounted dirty data, so our
728          * dp_space_towrite should now be zero.  However, some seldom-used
729          * code paths do not adhere to this (e.g. dbuf_undirty(), also
730          * rounding error in dbuf_write_physdone).
731          * Shore up the accounting of any dirtied space now.
732          */
733         dsl_pool_undirty_space(dp, dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK], txg);
734
735         /*
736          * Update the long range free counter after
737          * we're done syncing user data
738          */
739         mutex_enter(&dp->dp_lock);
740         ASSERT(spa_sync_pass(dp->dp_spa) == 1 ||
741             dp->dp_long_free_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] == 0);
742         dp->dp_long_free_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] = 0;
743         mutex_exit(&dp->dp_lock);
744
745         /*
746          * After the data blocks have been written (ensured by the zio_wait()
747          * above), update the user/group space accounting.  This happens
748          * in tasks dispatched to dp_sync_taskq, so wait for them before
749          * continuing.
750          */
751         for (ds = list_head(&synced_datasets); ds != NULL;
752             ds = list_next(&synced_datasets, ds)) {
753                 dmu_objset_do_userquota_updates(ds->ds_objset, tx);
754         }
755         taskq_wait(dp->dp_sync_taskq);
756
757         /*
758          * Sync the datasets again to push out the changes due to
759          * userspace updates.  This must be done before we process the
760          * sync tasks, so that any snapshots will have the correct
761          * user accounting information (and we won't get confused
762          * about which blocks are part of the snapshot).
763          */
764         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
765         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) != NULL) {
766                 ASSERT(list_link_active(&ds->ds_synced_link));
767                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
768                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
769         }
770         VERIFY0(zio_wait(zio));
771
772         /*
773          * Now that the datasets have been completely synced, we can
774          * clean up our in-memory structures accumulated while syncing:
775          *
776          *  - move dead blocks from the pending deadlist to the on-disk deadlist
777          *  - release hold from dsl_dataset_dirty()
778          */
779         while ((ds = list_remove_head(&synced_datasets)) != NULL) {
780                 dsl_dataset_sync_done(ds, tx);
781         }
782         while ((dd = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_dirs, txg)) != NULL) {
783                 dsl_dir_sync(dd, tx);
784         }
785
786         /*
787          * The MOS's space is accounted for in the pool/$MOS
788          * (dp_mos_dir).  We can't modify the mos while we're syncing
789          * it, so we remember the deltas and apply them here.
790          */
791         if (dp->dp_mos_used_delta != 0 || dp->dp_mos_compressed_delta != 0 ||
792             dp->dp_mos_uncompressed_delta != 0) {
793                 dsl_dir_diduse_space(dp->dp_mos_dir, DD_USED_HEAD,
794                     dp->dp_mos_used_delta,
795                     dp->dp_mos_compressed_delta,
796                     dp->dp_mos_uncompressed_delta, tx);
797                 dp->dp_mos_used_delta = 0;
798                 dp->dp_mos_compressed_delta = 0;
799                 dp->dp_mos_uncompressed_delta = 0;
800         }
801
802         if (!multilist_is_empty(mos->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK])) {
803                 dsl_pool_sync_mos(dp, tx);
804         }
805
806         /*
807          * If we modify a dataset in the same txg that we want to destroy it,
808          * its dsl_dir's dd_dbuf will be dirty, and thus have a hold on it.
809          * dsl_dir_destroy_check() will fail if there are unexpected holds.
810          * Therefore, we want to sync the MOS (thus syncing the dd_dbuf
811          * and clearing the hold on it) before we process the sync_tasks.
812          * The MOS data dirtied by the sync_tasks will be synced on the next
813          * pass.
814          */
815         if (!txg_list_empty(&dp->dp_sync_tasks, txg)) {
816                 dsl_sync_task_t *dst;
817                 /*
818                  * No more sync tasks should have been added while we
819                  * were syncing.
820                  */
821                 ASSERT3U(spa_sync_pass(dp->dp_spa), ==, 1);
822                 while ((dst = txg_list_remove(&dp->dp_sync_tasks, txg)) != NULL)
823                         dsl_sync_task_sync(dst, tx);
824         }
825
826         dmu_tx_commit(tx);
827
828         DTRACE_PROBE2(dsl_pool_sync__done, dsl_pool_t *dp, dp, uint64_t, txg);
829 }
830
831 void
832 dsl_pool_sync_done(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
833 {
834         zilog_t *zilog;
835
836         while (zilog = txg_list_head(&dp->dp_dirty_zilogs, txg)) {
837                 dsl_dataset_t *ds = dmu_objset_ds(zilog->zl_os);
838                 /*
839                  * We don't remove the zilog from the dp_dirty_zilogs
840                  * list until after we've cleaned it. This ensures that
841                  * callers of zilog_is_dirty() receive an accurate
842                  * answer when they are racing with the spa sync thread.
843                  */
844                 zil_clean(zilog, txg);
845                 (void) txg_list_remove_this(&dp->dp_dirty_zilogs, zilog, txg);
846                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(zilog->zl_os, txg));
847                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, zilog);
848         }
849         ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(dp->dp_meta_objset, txg));
850 }
851
852 /*
853  * TRUE if the current thread is the tx_sync_thread or if we
854  * are being called from SPA context during pool initialization.
855  */
856 int
857 dsl_pool_sync_context(dsl_pool_t *dp)
858 {
859         return (curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread ||
860             spa_is_initializing(dp->dp_spa) ||
861             taskq_member(dp->dp_sync_taskq, curthread));
862 }
863
864 /*
865  * This function returns the amount of allocatable space in the pool
866  * minus whatever space is currently reserved by ZFS for specific
867  * purposes. Specifically:
868  *
869  * 1] Any reserved SLOP space
870  * 2] Any space used by the checkpoint
871  * 3] Any space used for deferred frees
872  *
873  * The latter 2 are especially important because they are needed to
874  * rectify the SPA's and DMU's different understanding of how much space
875  * is used. Now the DMU is aware of that extra space tracked by the SPA
876  * without having to maintain a separate special dir (e.g similar to
877  * $MOS, $FREEING, and $LEAKED).
878  *
879  * Note: By deferred frees here, we mean the frees that were deferred
880  * in spa_sync() after sync pass 1 (spa_deferred_bpobj), and not the
881  * segments placed in ms_defer trees during metaslab_sync_done().
882  */
883 uint64_t
884 dsl_pool_adjustedsize(dsl_pool_t *dp, zfs_space_check_t slop_policy)
885 {
886         spa_t *spa = dp->dp_spa;
887         uint64_t space, resv, adjustedsize;
888         uint64_t spa_deferred_frees =
889             spa->spa_deferred_bpobj.bpo_phys->bpo_bytes;
890
891         space = spa_get_dspace(spa)
892             - spa_get_checkpoint_space(spa) - spa_deferred_frees;
893         resv = spa_get_slop_space(spa);
894
895         switch (slop_policy) {
896         case ZFS_SPACE_CHECK_NORMAL:
897                 break;
898         case ZFS_SPACE_CHECK_RESERVED:
899                 resv >>= 1;
900                 break;
901         case ZFS_SPACE_CHECK_EXTRA_RESERVED:
902                 resv >>= 2;
903                 break;
904         case ZFS_SPACE_CHECK_NONE:
905                 resv = 0;
906                 break;
907         default:
908                 panic("invalid slop policy value: %d", slop_policy);
909                 break;
910         }
911         adjustedsize = (space >= resv) ? (space - resv) : 0;
912
913         return (adjustedsize);
914 }
915
916 uint64_t
917 dsl_pool_unreserved_space(dsl_pool_t *dp, zfs_space_check_t slop_policy)
918 {
919         uint64_t poolsize = dsl_pool_adjustedsize(dp, slop_policy);
920         uint64_t deferred =
921             metaslab_class_get_deferred(spa_normal_class(dp->dp_spa));
922         uint64_t quota = (poolsize >= deferred) ? (poolsize - deferred) : 0;
923         return (quota);
924 }
925
926 boolean_t
927 dsl_pool_need_dirty_delay(dsl_pool_t *dp)
928 {
929         uint64_t delay_min_bytes =
930             zfs_dirty_data_max * zfs_delay_min_dirty_percent / 100;
931         uint64_t dirty_min_bytes =
932             zfs_dirty_data_max * zfs_dirty_data_sync_pct / 100;
933         boolean_t rv;
934
935         mutex_enter(&dp->dp_lock);
936         if (dp->dp_dirty_total > dirty_min_bytes)
937                 txg_kick(dp);
938         rv = (dp->dp_dirty_total > delay_min_bytes);
939         mutex_exit(&dp->dp_lock);
940         return (rv);
941 }
942
943 void
944 dsl_pool_dirty_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
945 {
946         if (space > 0) {
947                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
948                 dp->dp_dirty_pertxg[tx->tx_txg & TXG_MASK] += space;
949                 dsl_pool_dirty_delta(dp, space);
950                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
951         }
952 }
953
954 void
955 dsl_pool_undirty_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, uint64_t txg)
956 {
957         ASSERT3S(space, >=, 0);
958         if (space == 0)
959                 return;
960         mutex_enter(&dp->dp_lock);
961         if (dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] < space) {
962                 /* XXX writing something we didn't dirty? */
963                 space = dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK];
964         }
965         ASSERT3U(dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK], >=, space);
966         dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] -= space;
967         ASSERT3U(dp->dp_dirty_total, >=, space);
968         dsl_pool_dirty_delta(dp, -space);
969         mutex_exit(&dp->dp_lock);
970 }
971
972 /* ARGSUSED */
973 static int
974 upgrade_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *hds, void *arg)
975 {
976         dmu_tx_t *tx = arg;
977         dsl_dataset_t *ds, *prev = NULL;
978         int err;
979
980         err = dsl_dataset_hold_obj(dp, hds->ds_object, FTAG, &ds);
981         if (err)
982                 return (err);
983
984         while (dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj != 0) {
985                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
986                     dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, FTAG, &prev);
987                 if (err) {
988                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
989                         return (err);
990                 }
991
992                 if (dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_snap_obj != ds->ds_object)
993                         break;
994                 dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
995                 ds = prev;
996                 prev = NULL;
997         }
998
999         if (prev == NULL) {
1000                 prev = dp->dp_origin_snap;
1001
1002                 /*
1003                  * The $ORIGIN can't have any data, or the accounting
1004                  * will be wrong.
1005                  */
1006                 rrw_enter(&ds->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
1007                 ASSERT0(dsl_dataset_phys(prev)->ds_bp.blk_birth);
1008                 rrw_exit(&ds->ds_bp_rwlock, FTAG);
1009
1010                 /* The origin doesn't get attached to itself */
1011                 if (ds->ds_object == prev->ds_object) {
1012                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1013                         return (0);
1014                 }
1015
1016                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dbuf, tx);
1017                 dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj = prev->ds_object;
1018                 dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_txg =
1019                     dsl_dataset_phys(prev)->ds_creation_txg;
1020
1021                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dir->dd_dbuf, tx);
1022                 dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj = prev->ds_object;
1023
1024                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
1025                 dsl_dataset_phys(prev)->ds_num_children++;
1026
1027                 if (dsl_dataset_phys(ds)->ds_next_snap_obj == 0) {
1028                         ASSERT(ds->ds_prev == NULL);
1029                         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
1030                             dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj,
1031                             ds, &ds->ds_prev));
1032                 }
1033         }
1034
1035         ASSERT3U(dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj, ==, prev->ds_object);
1036         ASSERT3U(dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, ==, prev->ds_object);
1037
1038         if (dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_clones_obj == 0) {
1039                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
1040                 dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_clones_obj =
1041                     zap_create(dp->dp_meta_objset,
1042                     DMU_OT_NEXT_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
1043         }
1044         VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
1045             dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_clones_obj, ds->ds_object, tx));
1046
1047         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1048         if (prev != dp->dp_origin_snap)
1049                 dsl_dataset_rele(prev, FTAG);
1050         return (0);
1051 }
1052
1053 void
1054 dsl_pool_upgrade_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1055 {
1056         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1057         ASSERT(dp->dp_origin_snap != NULL);
1058
1059         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj, upgrade_clones_cb,
1060             tx, DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SERIALIZE));
1061 }
1062
1063 /* ARGSUSED */
1064 static int
1065 upgrade_dir_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *ds, void *arg)
1066 {
1067         dmu_tx_t *tx = arg;
1068         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1069
1070         if (dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj != 0) {
1071                 dsl_dataset_t *origin;
1072
1073                 VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
1074                     dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj, FTAG, &origin));
1075
1076                 if (dsl_dir_phys(origin->ds_dir)->dd_clones == 0) {
1077                         dmu_buf_will_dirty(origin->ds_dir->dd_dbuf, tx);
1078                         dsl_dir_phys(origin->ds_dir)->dd_clones =
1079                             zap_create(mos, DMU_OT_DSL_CLONES, DMU_OT_NONE,
1080                             0, tx);
1081                 }
1082
1083                 VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
1084                     dsl_dir_phys(origin->ds_dir)->dd_clones,
1085                     ds->ds_object, tx));
1086
1087                 dsl_dataset_rele(origin, FTAG);
1088         }
1089         return (0);
1090 }
1091
1092 void
1093 dsl_pool_upgrade_dir_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1094 {
1095         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1096         uint64_t obj;
1097
1098         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, FREE_DIR_NAME, tx);
1099         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
1100             FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
1101
1102         /*
1103          * We can't use bpobj_alloc(), because spa_version() still
1104          * returns the old version, and we need a new-version bpobj with
1105          * subobj support.  So call dmu_object_alloc() directly.
1106          */
1107         obj = dmu_object_alloc(dp->dp_meta_objset, DMU_OT_BPOBJ,
1108             SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, DMU_OT_BPOBJ_HDR, sizeof (bpobj_phys_t), tx);
1109         VERIFY0(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
1110             DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
1111         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj, dp->dp_meta_objset, obj));
1112
1113         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj,
1114             upgrade_dir_clones_cb, tx, DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SERIALIZE));
1115 }
1116
1117 void
1118 dsl_pool_create_origin(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1119 {
1120         uint64_t dsobj;
1121         dsl_dataset_t *ds;
1122
1123         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1124         ASSERT(dp->dp_origin_snap == NULL);
1125         ASSERT(rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER));
1126
1127         /* create the origin dir, ds, & snap-ds */
1128         dsobj = dsl_dataset_create_sync(dp->dp_root_dir, ORIGIN_DIR_NAME,
1129             NULL, 0, kcred, tx);
1130         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
1131         dsl_dataset_snapshot_sync_impl(ds, ORIGIN_DIR_NAME, tx);
1132         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj,
1133             dp, &dp->dp_origin_snap));
1134         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1135 }
1136
1137 taskq_t *
1138 dsl_pool_vnrele_taskq(dsl_pool_t *dp)
1139 {
1140         return (dp->dp_vnrele_taskq);
1141 }
1142
1143 /*
1144  * Walk through the pool-wide zap object of temporary snapshot user holds
1145  * and release them.
1146  */
1147 void
1148 dsl_pool_clean_tmp_userrefs(dsl_pool_t *dp)
1149 {
1150         zap_attribute_t za;
1151         zap_cursor_t zc;
1152         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1153         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1154         nvlist_t *holds;
1155
1156         if (zapobj == 0)
1157                 return;
1158         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
1159
1160         holds = fnvlist_alloc();
1161
1162         for (zap_cursor_init(&zc, mos, zapobj);
1163             zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0;
1164             zap_cursor_advance(&zc)) {
1165                 char *htag;
1166                 nvlist_t *tags;
1167
1168                 htag = strchr(za.za_name, '-');
1169                 *htag = '\0';
1170                 ++htag;
1171                 if (nvlist_lookup_nvlist(holds, za.za_name, &tags) != 0) {
1172                         tags = fnvlist_alloc();
1173                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
1174                         fnvlist_add_nvlist(holds, za.za_name, tags);
1175                         fnvlist_free(tags);
1176                 } else {
1177                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
1178                 }
1179         }
1180         dsl_dataset_user_release_tmp(dp, holds);
1181         fnvlist_free(holds);
1182         zap_cursor_fini(&zc);
1183 }
1184
1185 /*
1186  * Create the pool-wide zap object for storing temporary snapshot holds.
1187  */
1188 void
1189 dsl_pool_user_hold_create_obj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1190 {
1191         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1192
1193         ASSERT(dp->dp_tmp_userrefs_obj == 0);
1194         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1195
1196         dp->dp_tmp_userrefs_obj = zap_create_link(mos, DMU_OT_USERREFS,
1197             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT, DMU_POOL_TMP_USERREFS, tx);
1198 }
1199
1200 static int
1201 dsl_pool_user_hold_rele_impl(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj,
1202     const char *tag, uint64_t now, dmu_tx_t *tx, boolean_t holding)
1203 {
1204         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1205         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1206         char *name;
1207         int error;
1208
1209         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
1210         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1211
1212         /*
1213          * If the pool was created prior to SPA_VERSION_USERREFS, the
1214          * zap object for temporary holds might not exist yet.
1215          */
1216         if (zapobj == 0) {
1217                 if (holding) {
1218                         dsl_pool_user_hold_create_obj(dp, tx);
1219                         zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1220                 } else {
1221                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1222                 }
1223         }
1224
1225         name = kmem_asprintf("%llx-%s", (u_longlong_t)dsobj, tag);
1226         if (holding)
1227                 error = zap_add(mos, zapobj, name, 8, 1, &now, tx);
1228         else
1229                 error = zap_remove(mos, zapobj, name, tx);
1230         strfree(name);
1231
1232         return (error);
1233 }
1234
1235 /*
1236  * Add a temporary hold for the given dataset object and tag.
1237  */
1238 int
1239 dsl_pool_user_hold(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1240     uint64_t now, dmu_tx_t *tx)
1241 {
1242         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, now, tx, B_TRUE));
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Release a temporary hold for the given dataset object and tag.
1247  */
1248 int
1249 dsl_pool_user_release(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1250     dmu_tx_t *tx)
1251 {
1252         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, 0, tx, B_FALSE));
1253 }
1254
1255 /*
1256  * DSL Pool Configuration Lock
1257  *
1258  * The dp_config_rwlock protects against changes to DSL state (e.g. dataset
1259  * creation / destruction / rename / property setting).  It must be held for
1260  * read to hold a dataset or dsl_dir.  I.e. you must call
1261  * dsl_pool_config_enter() or dsl_pool_hold() before calling
1262  * dsl_{dataset,dir}_hold{_obj}.  In most circumstances, the dp_config_rwlock
1263  * must be held continuously until all datasets and dsl_dirs are released.
1264  *
1265  * The only exception to this rule is that if a "long hold" is placed on
1266  * a dataset, then the dp_config_rwlock may be dropped while the dataset
1267  * is still held.  The long hold will prevent the dataset from being
1268  * destroyed -- the destroy will fail with EBUSY.  A long hold can be
1269  * obtained by calling dsl_dataset_long_hold(), or by "owning" a dataset
1270  * (by calling dsl_{dataset,objset}_{try}own{_obj}).
1271  *
1272  * Legitimate long-holders (including owners) should be long-running, cancelable
1273  * tasks that should cause "zfs destroy" to fail.  This includes DMU
1274  * consumers (i.e. a ZPL filesystem being mounted or ZVOL being open),
1275  * "zfs send", and "zfs diff".  There are several other long-holders whose
1276  * uses are suboptimal (e.g. "zfs promote", and zil_suspend()).
1277  *
1278  * The usual formula for long-holding would be:
1279  * dsl_pool_hold()
1280  * dsl_dataset_hold()
1281  * ... perform checks ...
1282  * dsl_dataset_long_hold()
1283  * dsl_pool_rele()
1284  * ... perform long-running task ...
1285  * dsl_dataset_long_rele()
1286  * dsl_dataset_rele()
1287  *
1288  * Note that when the long hold is released, the dataset is still held but
1289  * the pool is not held.  The dataset may change arbitrarily during this time
1290  * (e.g. it could be destroyed).  Therefore you shouldn't do anything to the
1291  * dataset except release it.
1292  *
1293  * User-initiated operations (e.g. ioctls, zfs_ioc_*()) are either read-only
1294  * or modifying operations.
1295  *
1296  * Modifying operations should generally use dsl_sync_task().  The synctask
1297  * infrastructure enforces proper locking strategy with respect to the
1298  * dp_config_rwlock.  See the comment above dsl_sync_task() for details.
1299  *
1300  * Read-only operations will manually hold the pool, then the dataset, obtain
1301  * information from the dataset, then release the pool and dataset.
1302  * dmu_objset_{hold,rele}() are convenience routines that also do the pool
1303  * hold/rele.
1304  */
1305
1306 int
1307 dsl_pool_hold(const char *name, void *tag, dsl_pool_t **dp)
1308 {
1309         spa_t *spa;
1310         int error;
1311
1312         error = spa_open(name, &spa, tag);
1313         if (error == 0) {
1314                 *dp = spa_get_dsl(spa);
1315                 dsl_pool_config_enter(*dp, tag);
1316         }
1317         return (error);
1318 }
1319
1320 void
1321 dsl_pool_rele(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1322 {
1323         dsl_pool_config_exit(dp, tag);
1324         spa_close(dp->dp_spa, tag);
1325 }
1326
1327 void
1328 dsl_pool_config_enter(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1329 {
1330         /*
1331          * We use a "reentrant" reader-writer lock, but not reentrantly.
1332          *
1333          * The rrwlock can (with the track_all flag) track all reading threads,
1334          * which is very useful for debugging which code path failed to release
1335          * the lock, and for verifying that the *current* thread does hold
1336          * the lock.
1337          *
1338          * (Unlike a rwlock, which knows that N threads hold it for
1339          * read, but not *which* threads, so rw_held(RW_READER) returns TRUE
1340          * if any thread holds it for read, even if this thread doesn't).
1341          */
1342         ASSERT(!rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER));
1343         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER, tag);
1344 }
1345
1346 void
1347 dsl_pool_config_enter_prio(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1348 {
1349         ASSERT(!rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER));
1350         rrw_enter_read_prio(&dp->dp_config_rwlock, tag);
1351 }
1352
1353 void
1354 dsl_pool_config_exit(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1355 {
1356         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, tag);
1357 }
1358
1359 boolean_t
1360 dsl_pool_config_held(dsl_pool_t *dp)
1361 {
1362         return (RRW_LOCK_HELD(&dp->dp_config_rwlock));
1363 }
1364
1365 boolean_t
1366 dsl_pool_config_held_writer(dsl_pool_t *dp)
1367 {
1368         return (RRW_WRITE_HELD(&dp->dp_config_rwlock));
1369 }