]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/txg.c
MFV r354257:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / zfs / txg.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  * Portions Copyright 2011 Martin Matuska <mm@FreeBSD.org>
24  * Copyright (c) 2012, 2017 by Delphix. All rights reserved.
25  */
26
27 #include <sys/zfs_context.h>
28 #include <sys/txg_impl.h>
29 #include <sys/dmu_impl.h>
30 #include <sys/dmu_tx.h>
31 #include <sys/dsl_pool.h>
32 #include <sys/dsl_scan.h>
33 #include <sys/zil.h>
34 #include <sys/callb.h>
35
36 /*
37  * ZFS Transaction Groups
38  * ----------------------
39  *
40  * ZFS transaction groups are, as the name implies, groups of transactions
41  * that act on persistent state. ZFS asserts consistency at the granularity of
42  * these transaction groups. Each successive transaction group (txg) is
43  * assigned a 64-bit consecutive identifier. There are three active
44  * transaction group states: open, quiescing, or syncing. At any given time,
45  * there may be an active txg associated with each state; each active txg may
46  * either be processing, or blocked waiting to enter the next state. There may
47  * be up to three active txgs, and there is always a txg in the open state
48  * (though it may be blocked waiting to enter the quiescing state). In broad
49  * strokes, transactions -- operations that change in-memory structures -- are
50  * accepted into the txg in the open state, and are completed while the txg is
51  * in the open or quiescing states. The accumulated changes are written to
52  * disk in the syncing state.
53  *
54  * Open
55  *
56  * When a new txg becomes active, it first enters the open state. New
57  * transactions -- updates to in-memory structures -- are assigned to the
58  * currently open txg. There is always a txg in the open state so that ZFS can
59  * accept new changes (though the txg may refuse new changes if it has hit
60  * some limit). ZFS advances the open txg to the next state for a variety of
61  * reasons such as it hitting a time or size threshold, or the execution of an
62  * administrative action that must be completed in the syncing state.
63  *
64  * Quiescing
65  *
66  * After a txg exits the open state, it enters the quiescing state. The
67  * quiescing state is intended to provide a buffer between accepting new
68  * transactions in the open state and writing them out to stable storage in
69  * the syncing state. While quiescing, transactions can continue their
70  * operation without delaying either of the other states. Typically, a txg is
71  * in the quiescing state very briefly since the operations are bounded by
72  * software latencies rather than, say, slower I/O latencies. After all
73  * transactions complete, the txg is ready to enter the next state.
74  *
75  * Syncing
76  *
77  * In the syncing state, the in-memory state built up during the open and (to
78  * a lesser degree) the quiescing states is written to stable storage. The
79  * process of writing out modified data can, in turn modify more data. For
80  * example when we write new blocks, we need to allocate space for them; those
81  * allocations modify metadata (space maps)... which themselves must be
82  * written to stable storage. During the sync state, ZFS iterates, writing out
83  * data until it converges and all in-memory changes have been written out.
84  * The first such pass is the largest as it encompasses all the modified user
85  * data (as opposed to filesystem metadata). Subsequent passes typically have
86  * far less data to write as they consist exclusively of filesystem metadata.
87  *
88  * To ensure convergence, after a certain number of passes ZFS begins
89  * overwriting locations on stable storage that had been allocated earlier in
90  * the syncing state (and subsequently freed). ZFS usually allocates new
91  * blocks to optimize for large, continuous, writes. For the syncing state to
92  * converge however it must complete a pass where no new blocks are allocated
93  * since each allocation requires a modification of persistent metadata.
94  * Further, to hasten convergence, after a prescribed number of passes, ZFS
95  * also defers frees, and stops compressing.
96  *
97  * In addition to writing out user data, we must also execute synctasks during
98  * the syncing context. A synctask is the mechanism by which some
99  * administrative activities work such as creating and destroying snapshots or
100  * datasets. Note that when a synctask is initiated it enters the open txg,
101  * and ZFS then pushes that txg as quickly as possible to completion of the
102  * syncing state in order to reduce the latency of the administrative
103  * activity. To complete the syncing state, ZFS writes out a new uberblock,
104  * the root of the tree of blocks that comprise all state stored on the ZFS
105  * pool. Finally, if there is a quiesced txg waiting, we signal that it can
106  * now transition to the syncing state.
107  */
108
109 static void txg_sync_thread(void *arg);
110 static void txg_quiesce_thread(void *arg);
111
112 int zfs_txg_timeout = 5;        /* max seconds worth of delta per txg */
113
114 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
115 SYSCTL_NODE(_vfs_zfs, OID_AUTO, txg, CTLFLAG_RW, 0, "ZFS TXG");
116 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_txg, OID_AUTO, timeout, CTLFLAG_RWTUN, &zfs_txg_timeout, 0,
117     "Maximum seconds worth of delta per txg");
118
119 /*
120  * Prepare the txg subsystem.
121  */
122 void
123 txg_init(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
124 {
125         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
126         int c;
127         bzero(tx, sizeof (tx_state_t));
128
129         tx->tx_cpu = kmem_zalloc(max_ncpus * sizeof (tx_cpu_t), KM_SLEEP);
130
131         for (c = 0; c < max_ncpus; c++) {
132                 int i;
133
134                 mutex_init(&tx->tx_cpu[c].tc_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
135                 mutex_init(&tx->tx_cpu[c].tc_open_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT,
136                     NULL);
137                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
138                         cv_init(&tx->tx_cpu[c].tc_cv[i], NULL, CV_DEFAULT,
139                             NULL);
140                         list_create(&tx->tx_cpu[c].tc_callbacks[i],
141                             sizeof (dmu_tx_callback_t),
142                             offsetof(dmu_tx_callback_t, dcb_node));
143                 }
144         }
145
146         mutex_init(&tx->tx_sync_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
147
148         cv_init(&tx->tx_sync_more_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
149         cv_init(&tx->tx_sync_done_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
150         cv_init(&tx->tx_quiesce_more_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
151         cv_init(&tx->tx_quiesce_done_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
152         cv_init(&tx->tx_exit_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
153
154         tx->tx_open_txg = txg;
155 }
156
157 /*
158  * Close down the txg subsystem.
159  */
160 void
161 txg_fini(dsl_pool_t *dp)
162 {
163         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
164         int c;
165
166         ASSERT0(tx->tx_threads);
167
168         mutex_destroy(&tx->tx_sync_lock);
169
170         cv_destroy(&tx->tx_sync_more_cv);
171         cv_destroy(&tx->tx_sync_done_cv);
172         cv_destroy(&tx->tx_quiesce_more_cv);
173         cv_destroy(&tx->tx_quiesce_done_cv);
174         cv_destroy(&tx->tx_exit_cv);
175
176         for (c = 0; c < max_ncpus; c++) {
177                 int i;
178
179                 mutex_destroy(&tx->tx_cpu[c].tc_open_lock);
180                 mutex_destroy(&tx->tx_cpu[c].tc_lock);
181                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
182                         cv_destroy(&tx->tx_cpu[c].tc_cv[i]);
183                         list_destroy(&tx->tx_cpu[c].tc_callbacks[i]);
184                 }
185         }
186
187         if (tx->tx_commit_cb_taskq != NULL)
188                 taskq_destroy(tx->tx_commit_cb_taskq);
189
190         kmem_free(tx->tx_cpu, max_ncpus * sizeof (tx_cpu_t));
191
192         bzero(tx, sizeof (tx_state_t));
193 }
194
195 /*
196  * Start syncing transaction groups.
197  */
198 void
199 txg_sync_start(dsl_pool_t *dp)
200 {
201         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
202
203         mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
204
205         dprintf("pool %p\n", dp);
206
207         ASSERT0(tx->tx_threads);
208
209         tx->tx_threads = 2;
210
211         tx->tx_quiesce_thread = thread_create(NULL, 0, txg_quiesce_thread,
212             dp, 0, &p0, TS_RUN, minclsyspri);
213
214         /*
215          * The sync thread can need a larger-than-default stack size on
216          * 32-bit x86.  This is due in part to nested pools and
217          * scrub_visitbp() recursion.
218          */
219         tx->tx_sync_thread = thread_create(NULL, 32<<10, txg_sync_thread,
220             dp, 0, &p0, TS_RUN, minclsyspri);
221
222         mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
223 }
224
225 static void
226 txg_thread_enter(tx_state_t *tx, callb_cpr_t *cpr)
227 {
228         CALLB_CPR_INIT(cpr, &tx->tx_sync_lock, callb_generic_cpr, FTAG);
229         mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
230 }
231
232 static void
233 txg_thread_exit(tx_state_t *tx, callb_cpr_t *cpr, kthread_t **tpp)
234 {
235         ASSERT(*tpp != NULL);
236         *tpp = NULL;
237         tx->tx_threads--;
238         cv_broadcast(&tx->tx_exit_cv);
239         CALLB_CPR_EXIT(cpr);            /* drops &tx->tx_sync_lock */
240         thread_exit();
241 }
242
243 static void
244 txg_thread_wait(tx_state_t *tx, callb_cpr_t *cpr, kcondvar_t *cv, clock_t time)
245 {
246         CALLB_CPR_SAFE_BEGIN(cpr);
247
248         if (time)
249                 (void) cv_timedwait(cv, &tx->tx_sync_lock, time);
250         else
251                 cv_wait(cv, &tx->tx_sync_lock);
252
253         CALLB_CPR_SAFE_END(cpr, &tx->tx_sync_lock);
254 }
255
256 /*
257  * Stop syncing transaction groups.
258  */
259 void
260 txg_sync_stop(dsl_pool_t *dp)
261 {
262         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
263
264         dprintf("pool %p\n", dp);
265         /*
266          * Finish off any work in progress.
267          */
268         ASSERT3U(tx->tx_threads, ==, 2);
269
270         /*
271          * We need to ensure that we've vacated the deferred space_maps.
272          */
273         txg_wait_synced(dp, tx->tx_open_txg + TXG_DEFER_SIZE);
274
275         /*
276          * Wake all sync threads and wait for them to die.
277          */
278         mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
279
280         ASSERT3U(tx->tx_threads, ==, 2);
281
282         tx->tx_exiting = 1;
283
284         cv_broadcast(&tx->tx_quiesce_more_cv);
285         cv_broadcast(&tx->tx_quiesce_done_cv);
286         cv_broadcast(&tx->tx_sync_more_cv);
287
288         while (tx->tx_threads != 0)
289                 cv_wait(&tx->tx_exit_cv, &tx->tx_sync_lock);
290
291         tx->tx_exiting = 0;
292
293         mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
294 }
295
296 uint64_t
297 txg_hold_open(dsl_pool_t *dp, txg_handle_t *th)
298 {
299         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
300         tx_cpu_t *tc = &tx->tx_cpu[CPU_SEQID];
301         uint64_t txg;
302
303         mutex_enter(&tc->tc_open_lock);
304         txg = tx->tx_open_txg;
305
306         mutex_enter(&tc->tc_lock);
307         tc->tc_count[txg & TXG_MASK]++;
308         mutex_exit(&tc->tc_lock);
309
310         th->th_cpu = tc;
311         th->th_txg = txg;
312
313         return (txg);
314 }
315
316 void
317 txg_rele_to_quiesce(txg_handle_t *th)
318 {
319         tx_cpu_t *tc = th->th_cpu;
320
321         ASSERT(!MUTEX_HELD(&tc->tc_lock));
322         mutex_exit(&tc->tc_open_lock);
323 }
324
325 void
326 txg_register_callbacks(txg_handle_t *th, list_t *tx_callbacks)
327 {
328         tx_cpu_t *tc = th->th_cpu;
329         int g = th->th_txg & TXG_MASK;
330
331         mutex_enter(&tc->tc_lock);
332         list_move_tail(&tc->tc_callbacks[g], tx_callbacks);
333         mutex_exit(&tc->tc_lock);
334 }
335
336 void
337 txg_rele_to_sync(txg_handle_t *th)
338 {
339         tx_cpu_t *tc = th->th_cpu;
340         int g = th->th_txg & TXG_MASK;
341
342         mutex_enter(&tc->tc_lock);
343         ASSERT(tc->tc_count[g] != 0);
344         if (--tc->tc_count[g] == 0)
345                 cv_broadcast(&tc->tc_cv[g]);
346         mutex_exit(&tc->tc_lock);
347
348         th->th_cpu = NULL;      /* defensive */
349 }
350
351 /*
352  * Blocks until all transactions in the group are committed.
353  *
354  * On return, the transaction group has reached a stable state in which it can
355  * then be passed off to the syncing context.
356  */
357 static __noinline void
358 txg_quiesce(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
359 {
360         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
361         int g = txg & TXG_MASK;
362         int c;
363
364         /*
365          * Grab all tc_open_locks so nobody else can get into this txg.
366          */
367         for (c = 0; c < max_ncpus; c++)
368                 mutex_enter(&tx->tx_cpu[c].tc_open_lock);
369
370         ASSERT(txg == tx->tx_open_txg);
371         tx->tx_open_txg++;
372         tx->tx_open_time = gethrtime();
373
374         DTRACE_PROBE2(txg__quiescing, dsl_pool_t *, dp, uint64_t, txg);
375         DTRACE_PROBE2(txg__opened, dsl_pool_t *, dp, uint64_t, tx->tx_open_txg);
376
377         /*
378          * Now that we've incremented tx_open_txg, we can let threads
379          * enter the next transaction group.
380          */
381         for (c = 0; c < max_ncpus; c++)
382                 mutex_exit(&tx->tx_cpu[c].tc_open_lock);
383
384         /*
385          * Quiesce the transaction group by waiting for everyone to txg_exit().
386          */
387         for (c = 0; c < max_ncpus; c++) {
388                 tx_cpu_t *tc = &tx->tx_cpu[c];
389                 mutex_enter(&tc->tc_lock);
390                 while (tc->tc_count[g] != 0)
391                         cv_wait(&tc->tc_cv[g], &tc->tc_lock);
392                 mutex_exit(&tc->tc_lock);
393         }
394 }
395
396 static void
397 txg_do_callbacks(void *arg)
398 {
399         list_t *cb_list = arg;
400
401         dmu_tx_do_callbacks(cb_list, 0);
402
403         list_destroy(cb_list);
404
405         kmem_free(cb_list, sizeof (list_t));
406 }
407
408 /*
409  * Dispatch the commit callbacks registered on this txg to worker threads.
410  *
411  * If no callbacks are registered for a given TXG, nothing happens.
412  * This function creates a taskq for the associated pool, if needed.
413  */
414 static void
415 txg_dispatch_callbacks(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
416 {
417         int c;
418         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
419         list_t *cb_list;
420
421         for (c = 0; c < max_ncpus; c++) {
422                 tx_cpu_t *tc = &tx->tx_cpu[c];
423                 /*
424                  * No need to lock tx_cpu_t at this point, since this can
425                  * only be called once a txg has been synced.
426                  */
427
428                 int g = txg & TXG_MASK;
429
430                 if (list_is_empty(&tc->tc_callbacks[g]))
431                         continue;
432
433                 if (tx->tx_commit_cb_taskq == NULL) {
434                         /*
435                          * Commit callback taskq hasn't been created yet.
436                          */
437                         tx->tx_commit_cb_taskq = taskq_create("tx_commit_cb",
438                             max_ncpus, minclsyspri, max_ncpus, max_ncpus * 2,
439                             TASKQ_PREPOPULATE);
440                 }
441
442                 cb_list = kmem_alloc(sizeof (list_t), KM_SLEEP);
443                 list_create(cb_list, sizeof (dmu_tx_callback_t),
444                     offsetof(dmu_tx_callback_t, dcb_node));
445
446                 list_move_tail(cb_list, &tc->tc_callbacks[g]);
447
448                 (void) taskq_dispatch(tx->tx_commit_cb_taskq, (task_func_t *)
449                     txg_do_callbacks, cb_list, TQ_SLEEP);
450         }
451 }
452
453 static boolean_t
454 txg_is_syncing(dsl_pool_t *dp)
455 {
456         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
457         ASSERT(MUTEX_HELD(&tx->tx_sync_lock));
458         return (tx->tx_syncing_txg != 0);
459 }
460
461 static boolean_t
462 txg_is_quiescing(dsl_pool_t *dp)
463 {
464         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
465         ASSERT(MUTEX_HELD(&tx->tx_sync_lock));
466         return (tx->tx_quiescing_txg != 0);
467 }
468
469 static boolean_t
470 txg_has_quiesced_to_sync(dsl_pool_t *dp)
471 {
472         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
473         ASSERT(MUTEX_HELD(&tx->tx_sync_lock));
474         return (tx->tx_quiesced_txg != 0);
475 }
476
477 static void
478 txg_sync_thread(void *arg)
479 {
480         dsl_pool_t *dp = arg;
481         spa_t *spa = dp->dp_spa;
482         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
483         callb_cpr_t cpr;
484         uint64_t start, delta;
485
486         txg_thread_enter(tx, &cpr);
487
488         start = delta = 0;
489         for (;;) {
490                 uint64_t timeout = zfs_txg_timeout * hz;
491                 uint64_t timer;
492                 uint64_t txg;
493                 uint64_t dirty_min_bytes =
494                     zfs_dirty_data_max * zfs_dirty_data_sync_pct / 100;
495
496                 /*
497                  * We sync when we're scanning, there's someone waiting
498                  * on us, or the quiesce thread has handed off a txg to
499                  * us, or we have reached our timeout.
500                  */
501                 timer = (delta >= timeout ? 0 : timeout - delta);
502                 while (!dsl_scan_active(dp->dp_scan) &&
503                     !tx->tx_exiting && timer > 0 &&
504                     tx->tx_synced_txg >= tx->tx_sync_txg_waiting &&
505                     !txg_has_quiesced_to_sync(dp) &&
506                     dp->dp_dirty_total < dirty_min_bytes) {
507                         dprintf("waiting; tx_synced=%llu waiting=%llu dp=%p\n",
508                             tx->tx_synced_txg, tx->tx_sync_txg_waiting, dp);
509                         txg_thread_wait(tx, &cpr, &tx->tx_sync_more_cv, timer);
510                         delta = ddi_get_lbolt() - start;
511                         timer = (delta > timeout ? 0 : timeout - delta);
512                 }
513
514                 /*
515                  * Wait until the quiesce thread hands off a txg to us,
516                  * prompting it to do so if necessary.
517                  */
518                 while (!tx->tx_exiting && !txg_has_quiesced_to_sync(dp)) {
519                         if (tx->tx_quiesce_txg_waiting < tx->tx_open_txg+1)
520                                 tx->tx_quiesce_txg_waiting = tx->tx_open_txg+1;
521                         cv_broadcast(&tx->tx_quiesce_more_cv);
522                         txg_thread_wait(tx, &cpr, &tx->tx_quiesce_done_cv, 0);
523                 }
524
525                 if (tx->tx_exiting)
526                         txg_thread_exit(tx, &cpr, &tx->tx_sync_thread);
527
528                 /*
529                  * Consume the quiesced txg which has been handed off to
530                  * us.  This may cause the quiescing thread to now be
531                  * able to quiesce another txg, so we must signal it.
532                  */
533                 ASSERT(tx->tx_quiesced_txg != 0);
534                 txg = tx->tx_quiesced_txg;
535                 tx->tx_quiesced_txg = 0;
536                 tx->tx_syncing_txg = txg;
537                 DTRACE_PROBE2(txg__syncing, dsl_pool_t *, dp, uint64_t, txg);
538                 cv_broadcast(&tx->tx_quiesce_more_cv);
539
540                 dprintf("txg=%llu quiesce_txg=%llu sync_txg=%llu\n",
541                     txg, tx->tx_quiesce_txg_waiting, tx->tx_sync_txg_waiting);
542                 mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
543
544                 start = ddi_get_lbolt();
545                 spa_sync(spa, txg);
546                 delta = ddi_get_lbolt() - start;
547
548                 mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
549                 tx->tx_synced_txg = txg;
550                 tx->tx_syncing_txg = 0;
551                 DTRACE_PROBE2(txg__synced, dsl_pool_t *, dp, uint64_t, txg);
552                 cv_broadcast(&tx->tx_sync_done_cv);
553
554                 /*
555                  * Dispatch commit callbacks to worker threads.
556                  */
557                 txg_dispatch_callbacks(dp, txg);
558         }
559 }
560
561 static void
562 txg_quiesce_thread(void *arg)
563 {
564         dsl_pool_t *dp = arg;
565         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
566         callb_cpr_t cpr;
567
568         txg_thread_enter(tx, &cpr);
569
570         for (;;) {
571                 uint64_t txg;
572
573                 /*
574                  * We quiesce when there's someone waiting on us.
575                  * However, we can only have one txg in "quiescing" or
576                  * "quiesced, waiting to sync" state.  So we wait until
577                  * the "quiesced, waiting to sync" txg has been consumed
578                  * by the sync thread.
579                  */
580                 while (!tx->tx_exiting &&
581                     (tx->tx_open_txg >= tx->tx_quiesce_txg_waiting ||
582                     txg_has_quiesced_to_sync(dp)))
583                         txg_thread_wait(tx, &cpr, &tx->tx_quiesce_more_cv, 0);
584
585                 if (tx->tx_exiting)
586                         txg_thread_exit(tx, &cpr, &tx->tx_quiesce_thread);
587
588                 txg = tx->tx_open_txg;
589                 dprintf("txg=%llu quiesce_txg=%llu sync_txg=%llu\n",
590                     txg, tx->tx_quiesce_txg_waiting,
591                     tx->tx_sync_txg_waiting);
592                 tx->tx_quiescing_txg = txg;
593
594                 mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
595                 txg_quiesce(dp, txg);
596                 mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
597
598                 /*
599                  * Hand this txg off to the sync thread.
600                  */
601                 dprintf("quiesce done, handing off txg %llu\n", txg);
602                 tx->tx_quiescing_txg = 0;
603                 tx->tx_quiesced_txg = txg;
604                 DTRACE_PROBE2(txg__quiesced, dsl_pool_t *, dp, uint64_t, txg);
605                 cv_broadcast(&tx->tx_sync_more_cv);
606                 cv_broadcast(&tx->tx_quiesce_done_cv);
607         }
608 }
609
610 /*
611  * Delay this thread by delay nanoseconds if we are still in the open
612  * transaction group and there is already a waiting txg quiesing or quiesced.
613  * Abort the delay if this txg stalls or enters the quiesing state.
614  */
615 void
616 txg_delay(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg, hrtime_t delay, hrtime_t resolution)
617 {
618         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
619         hrtime_t start = gethrtime();
620
621         /* don't delay if this txg could transition to quiescing immediately */
622         if (tx->tx_open_txg > txg ||
623             tx->tx_syncing_txg == txg-1 || tx->tx_synced_txg == txg-1)
624                 return;
625
626         mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
627         if (tx->tx_open_txg > txg || tx->tx_synced_txg == txg-1) {
628                 mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
629                 return;
630         }
631
632         while (gethrtime() - start < delay &&
633             tx->tx_syncing_txg < txg-1 && !txg_stalled(dp)) {
634                 (void) cv_timedwait_hires(&tx->tx_quiesce_more_cv,
635                     &tx->tx_sync_lock, delay, resolution, 0);
636         }
637
638         mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
639 }
640
641 static boolean_t
642 txg_wait_synced_impl(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg, boolean_t wait_sig)
643 {
644         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
645
646         ASSERT(!dsl_pool_config_held(dp));
647
648         mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
649         ASSERT3U(tx->tx_threads, ==, 2);
650         if (txg == 0)
651                 txg = tx->tx_open_txg + TXG_DEFER_SIZE;
652         if (tx->tx_sync_txg_waiting < txg)
653                 tx->tx_sync_txg_waiting = txg;
654         dprintf("txg=%llu quiesce_txg=%llu sync_txg=%llu\n",
655             txg, tx->tx_quiesce_txg_waiting, tx->tx_sync_txg_waiting);
656         while (tx->tx_synced_txg < txg) {
657                 dprintf("broadcasting sync more "
658                     "tx_synced=%llu waiting=%llu dp=%p\n",
659                     tx->tx_synced_txg, tx->tx_sync_txg_waiting, dp);
660                 cv_broadcast(&tx->tx_sync_more_cv);
661                 if (wait_sig) {
662                         /*
663                          * Condition wait here but stop if the thread receives a
664                          * signal. The caller may call txg_wait_synced*() again
665                          * to resume waiting for this txg.
666                          */
667 #ifdef __FreeBSD__
668                         /*
669                          * FreeBSD returns EINTR or ERESTART if there is
670                          * a pending signal, zero if the conditional variable
671                          * is signaled.  illumos returns zero in the former case
672                          * and >0 in the latter.
673                          */
674                         if (cv_wait_sig(&tx->tx_sync_done_cv,
675                             &tx->tx_sync_lock) != 0) {
676 #else
677                         if (cv_wait_sig(&tx->tx_sync_done_cv,
678                             &tx->tx_sync_lock) == 0) {
679 #endif
680
681                                 mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
682                                 return (B_TRUE);
683                         }
684                 } else {
685                         cv_wait(&tx->tx_sync_done_cv, &tx->tx_sync_lock);
686                 }
687         }
688         mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
689         return (B_FALSE);
690 }
691
692 void
693 txg_wait_synced(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
694 {
695         VERIFY0(txg_wait_synced_impl(dp, txg, B_FALSE));
696 }
697
698 /*
699  * Similar to a txg_wait_synced but it can be interrupted from a signal.
700  * Returns B_TRUE if the thread was signaled while waiting.
701  */
702 boolean_t
703 txg_wait_synced_sig(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
704 {
705         return (txg_wait_synced_impl(dp, txg, B_TRUE));
706 }
707
708 void
709 txg_wait_open(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
710 {
711         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
712
713         ASSERT(!dsl_pool_config_held(dp));
714
715         mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
716         ASSERT3U(tx->tx_threads, ==, 2);
717         if (txg == 0)
718                 txg = tx->tx_open_txg + 1;
719         if (tx->tx_quiesce_txg_waiting < txg)
720                 tx->tx_quiesce_txg_waiting = txg;
721         dprintf("txg=%llu quiesce_txg=%llu sync_txg=%llu\n",
722             txg, tx->tx_quiesce_txg_waiting, tx->tx_sync_txg_waiting);
723         while (tx->tx_open_txg < txg) {
724                 cv_broadcast(&tx->tx_quiesce_more_cv);
725                 cv_wait(&tx->tx_quiesce_done_cv, &tx->tx_sync_lock);
726         }
727         mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
728 }
729
730 /*
731  * If there isn't a txg syncing or in the pipeline, push another txg through
732  * the pipeline by queiscing the open txg.
733  */
734 void
735 txg_kick(dsl_pool_t *dp)
736 {
737         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
738
739         ASSERT(!dsl_pool_config_held(dp));
740
741         mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
742         if (!txg_is_syncing(dp) &&
743             !txg_is_quiescing(dp) &&
744             tx->tx_quiesce_txg_waiting <= tx->tx_open_txg &&
745             tx->tx_sync_txg_waiting <= tx->tx_synced_txg &&
746             tx->tx_quiesced_txg <= tx->tx_synced_txg) {
747                 tx->tx_quiesce_txg_waiting = tx->tx_open_txg + 1;
748                 cv_broadcast(&tx->tx_quiesce_more_cv);
749         }
750         mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
751 }
752
753 boolean_t
754 txg_stalled(dsl_pool_t *dp)
755 {
756         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
757         return (tx->tx_quiesce_txg_waiting > tx->tx_open_txg);
758 }
759
760 boolean_t
761 txg_sync_waiting(dsl_pool_t *dp)
762 {
763         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
764
765         return (tx->tx_syncing_txg <= tx->tx_sync_txg_waiting ||
766             tx->tx_quiesced_txg != 0);
767 }
768
769 /*
770  * Verify that this txg is active (open, quiescing, syncing).  Non-active
771  * txg's should not be manipulated.
772  */
773 void
774 txg_verify(spa_t *spa, uint64_t txg)
775 {
776         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
777         if (txg <= TXG_INITIAL || txg == ZILTEST_TXG)
778                 return;
779         ASSERT3U(txg, <=, dp->dp_tx.tx_open_txg);
780         ASSERT3U(txg, >=, dp->dp_tx.tx_synced_txg);
781         ASSERT3U(txg, >=, dp->dp_tx.tx_open_txg - TXG_CONCURRENT_STATES);
782 }
783
784 /*
785  * Per-txg object lists.
786  */
787 void
788 txg_list_create(txg_list_t *tl, spa_t *spa, size_t offset)
789 {
790         int t;
791
792         mutex_init(&tl->tl_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
793
794         tl->tl_offset = offset;
795         tl->tl_spa = spa;
796
797         for (t = 0; t < TXG_SIZE; t++)
798                 tl->tl_head[t] = NULL;
799 }
800
801 void
802 txg_list_destroy(txg_list_t *tl)
803 {
804         int t;
805
806         for (t = 0; t < TXG_SIZE; t++)
807                 ASSERT(txg_list_empty(tl, t));
808
809         mutex_destroy(&tl->tl_lock);
810 }
811
812 boolean_t
813 txg_list_empty(txg_list_t *tl, uint64_t txg)
814 {
815         txg_verify(tl->tl_spa, txg);
816         return (tl->tl_head[txg & TXG_MASK] == NULL);
817 }
818
819 /*
820  * Returns true if all txg lists are empty.
821  *
822  * Warning: this is inherently racy (an item could be added immediately
823  * after this function returns). We don't bother with the lock because
824  * it wouldn't change the semantics.
825  */
826 boolean_t
827 txg_all_lists_empty(txg_list_t *tl)
828 {
829         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
830                 if (!txg_list_empty(tl, i)) {
831                         return (B_FALSE);
832                 }
833         }
834         return (B_TRUE);
835 }
836
837 /*
838  * Add an entry to the list (unless it's already on the list).
839  * Returns B_TRUE if it was actually added.
840  */
841 boolean_t
842 txg_list_add(txg_list_t *tl, void *p, uint64_t txg)
843 {
844         int t = txg & TXG_MASK;
845         txg_node_t *tn = (txg_node_t *)((char *)p + tl->tl_offset);
846         boolean_t add;
847
848         txg_verify(tl->tl_spa, txg);
849         mutex_enter(&tl->tl_lock);
850         add = (tn->tn_member[t] == 0);
851         if (add) {
852                 tn->tn_member[t] = 1;
853                 tn->tn_next[t] = tl->tl_head[t];
854                 tl->tl_head[t] = tn;
855         }
856         mutex_exit(&tl->tl_lock);
857
858         return (add);
859 }
860
861 /*
862  * Add an entry to the end of the list, unless it's already on the list.
863  * (walks list to find end)
864  * Returns B_TRUE if it was actually added.
865  */
866 boolean_t
867 txg_list_add_tail(txg_list_t *tl, void *p, uint64_t txg)
868 {
869         int t = txg & TXG_MASK;
870         txg_node_t *tn = (txg_node_t *)((char *)p + tl->tl_offset);
871         boolean_t add;
872
873         txg_verify(tl->tl_spa, txg);
874         mutex_enter(&tl->tl_lock);
875         add = (tn->tn_member[t] == 0);
876         if (add) {
877                 txg_node_t **tp;
878
879                 for (tp = &tl->tl_head[t]; *tp != NULL; tp = &(*tp)->tn_next[t])
880                         continue;
881
882                 tn->tn_member[t] = 1;
883                 tn->tn_next[t] = NULL;
884                 *tp = tn;
885         }
886         mutex_exit(&tl->tl_lock);
887
888         return (add);
889 }
890
891 /*
892  * Remove the head of the list and return it.
893  */
894 void *
895 txg_list_remove(txg_list_t *tl, uint64_t txg)
896 {
897         int t = txg & TXG_MASK;
898         txg_node_t *tn;
899         void *p = NULL;
900
901         txg_verify(tl->tl_spa, txg);
902         mutex_enter(&tl->tl_lock);
903         if ((tn = tl->tl_head[t]) != NULL) {
904                 ASSERT(tn->tn_member[t]);
905                 ASSERT(tn->tn_next[t] == NULL || tn->tn_next[t]->tn_member[t]);
906                 p = (char *)tn - tl->tl_offset;
907                 tl->tl_head[t] = tn->tn_next[t];
908                 tn->tn_next[t] = NULL;
909                 tn->tn_member[t] = 0;
910         }
911         mutex_exit(&tl->tl_lock);
912
913         return (p);
914 }
915
916 /*
917  * Remove a specific item from the list and return it.
918  */
919 void *
920 txg_list_remove_this(txg_list_t *tl, void *p, uint64_t txg)
921 {
922         int t = txg & TXG_MASK;
923         txg_node_t *tn, **tp;
924
925         txg_verify(tl->tl_spa, txg);
926         mutex_enter(&tl->tl_lock);
927
928         for (tp = &tl->tl_head[t]; (tn = *tp) != NULL; tp = &tn->tn_next[t]) {
929                 if ((char *)tn - tl->tl_offset == p) {
930                         *tp = tn->tn_next[t];
931                         tn->tn_next[t] = NULL;
932                         tn->tn_member[t] = 0;
933                         mutex_exit(&tl->tl_lock);
934                         return (p);
935                 }
936         }
937
938         mutex_exit(&tl->tl_lock);
939
940         return (NULL);
941 }
942
943 boolean_t
944 txg_list_member(txg_list_t *tl, void *p, uint64_t txg)
945 {
946         int t = txg & TXG_MASK;
947         txg_node_t *tn = (txg_node_t *)((char *)p + tl->tl_offset);
948
949         txg_verify(tl->tl_spa, txg);
950         return (tn->tn_member[t] != 0);
951 }
952
953 /*
954  * Walk a txg list -- only safe if you know it's not changing.
955  */
956 void *
957 txg_list_head(txg_list_t *tl, uint64_t txg)
958 {
959         int t = txg & TXG_MASK;
960         txg_node_t *tn = tl->tl_head[t];
961
962         txg_verify(tl->tl_spa, txg);
963         return (tn == NULL ? NULL : (char *)tn - tl->tl_offset);
964 }
965
966 void *
967 txg_list_next(txg_list_t *tl, void *p, uint64_t txg)
968 {
969         int t = txg & TXG_MASK;
970         txg_node_t *tn = (txg_node_t *)((char *)p + tl->tl_offset);
971
972         txg_verify(tl->tl_spa, txg);
973         tn = tn->tn_next[t];
974
975         return (tn == NULL ? NULL : (char *)tn - tl->tl_offset);
976 }