]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/contrib/openzfs/module/zfs/dsl_pool.c
zfs: merge openzfs/zfs@1f940de07
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / contrib / openzfs / module / 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 https://opensource.org/licenses/CDDL-1.0.
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, 2020 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 2016 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
27  */
28
29 #include <sys/dsl_pool.h>
30 #include <sys/dsl_dataset.h>
31 #include <sys/dsl_prop.h>
32 #include <sys/dsl_dir.h>
33 #include <sys/dsl_synctask.h>
34 #include <sys/dsl_scan.h>
35 #include <sys/dnode.h>
36 #include <sys/dmu_tx.h>
37 #include <sys/dmu_objset.h>
38 #include <sys/arc.h>
39 #include <sys/zap.h>
40 #include <sys/zio.h>
41 #include <sys/zfs_context.h>
42 #include <sys/fs/zfs.h>
43 #include <sys/zfs_znode.h>
44 #include <sys/spa_impl.h>
45 #include <sys/vdev_impl.h>
46 #include <sys/metaslab_impl.h>
47 #include <sys/bptree.h>
48 #include <sys/zfeature.h>
49 #include <sys/zil_impl.h>
50 #include <sys/dsl_userhold.h>
51 #include <sys/trace_zfs.h>
52 #include <sys/mmp.h>
53
54 /*
55  * ZFS Write Throttle
56  * ------------------
57  *
58  * ZFS must limit the rate of incoming writes to the rate at which it is able
59  * to sync data modifications to the backend storage. Throttling by too much
60  * creates an artificial limit; throttling by too little can only be sustained
61  * for short periods and would lead to highly lumpy performance. On a per-pool
62  * basis, ZFS tracks the amount of modified (dirty) data. As operations change
63  * data, the amount of dirty data increases; as ZFS syncs out data, the amount
64  * of dirty data decreases. When the amount of dirty data exceeds a
65  * predetermined threshold further modifications are blocked until the amount
66  * of dirty data decreases (as data is synced out).
67  *
68  * The limit on dirty data is tunable, and should be adjusted according to
69  * both the IO capacity and available memory of the system. The larger the
70  * window, the more ZFS is able to aggregate and amortize metadata (and data)
71  * changes. However, memory is a limited resource, and allowing for more dirty
72  * data comes at the cost of keeping other useful data in memory (for example
73  * ZFS data cached by the ARC).
74  *
75  * Implementation
76  *
77  * As buffers are modified dsl_pool_willuse_space() increments both the per-
78  * txg (dp_dirty_pertxg[]) and poolwide (dp_dirty_total) accounting of
79  * dirty space used; dsl_pool_dirty_space() decrements those values as data
80  * is synced out from dsl_pool_sync(). While only the poolwide value is
81  * relevant, the per-txg value is useful for debugging. The tunable
82  * zfs_dirty_data_max determines the dirty space limit. Once that value is
83  * exceeded, new writes are halted until space frees up.
84  *
85  * The zfs_dirty_data_sync_percent tunable dictates the threshold at which we
86  * ensure that there is a txg syncing (see the comment in txg.c for a full
87  * description of transaction group stages).
88  *
89  * The IO scheduler uses both the dirty space limit and current amount of
90  * dirty data as inputs. Those values affect the number of concurrent IOs ZFS
91  * issues. See the comment in vdev_queue.c for details of the IO scheduler.
92  *
93  * The delay is also calculated based on the amount of dirty data.  See the
94  * comment above dmu_tx_delay() for details.
95  */
96
97 /*
98  * zfs_dirty_data_max will be set to zfs_dirty_data_max_percent% of all memory,
99  * capped at zfs_dirty_data_max_max.  It can also be overridden with a module
100  * parameter.
101  */
102 uint64_t zfs_dirty_data_max = 0;
103 uint64_t zfs_dirty_data_max_max = 0;
104 uint_t zfs_dirty_data_max_percent = 10;
105 uint_t zfs_dirty_data_max_max_percent = 25;
106
107 /*
108  * The upper limit of TX_WRITE log data.  Write operations are throttled
109  * when approaching the limit until log data is cleared out after txg sync.
110  * It only counts TX_WRITE log with WR_COPIED or WR_NEED_COPY.
111  */
112 uint64_t zfs_wrlog_data_max = 0;
113
114 /*
115  * If there's at least this much dirty data (as a percentage of
116  * zfs_dirty_data_max), push out a txg.  This should be less than
117  * zfs_vdev_async_write_active_min_dirty_percent.
118  */
119 static uint_t zfs_dirty_data_sync_percent = 20;
120
121 /*
122  * Once there is this amount of dirty data, the dmu_tx_delay() will kick in
123  * and delay each transaction.
124  * This value should be >= zfs_vdev_async_write_active_max_dirty_percent.
125  */
126 uint_t zfs_delay_min_dirty_percent = 60;
127
128 /*
129  * This controls how quickly the delay approaches infinity.
130  * Larger values cause it to delay more for a given amount of dirty data.
131  * Therefore larger values will cause there to be less dirty data for a
132  * given throughput.
133  *
134  * For the smoothest delay, this value should be about 1 billion divided
135  * by the maximum number of operations per second.  This will smoothly
136  * handle between 10x and 1/10th this number.
137  *
138  * Note: zfs_delay_scale * zfs_dirty_data_max must be < 2^64, due to the
139  * multiply in dmu_tx_delay().
140  */
141 uint64_t zfs_delay_scale = 1000 * 1000 * 1000 / 2000;
142
143 /*
144  * These tunables determine the behavior of how zil_itxg_clean() is
145  * called via zil_clean() in the context of spa_sync(). When an itxg
146  * list needs to be cleaned, TQ_NOSLEEP will be used when dispatching.
147  * If the dispatch fails, the call to zil_itxg_clean() will occur
148  * synchronously in the context of spa_sync(), which can negatively
149  * impact the performance of spa_sync() (e.g. in the case of the itxg
150  * list having a large number of itxs that needs to be cleaned).
151  *
152  * Thus, these tunables can be used to manipulate the behavior of the
153  * taskq used by zil_clean(); they determine the number of taskq entries
154  * that are pre-populated when the taskq is first created (via the
155  * "zfs_zil_clean_taskq_minalloc" tunable) and the maximum number of
156  * taskq entries that are cached after an on-demand allocation (via the
157  * "zfs_zil_clean_taskq_maxalloc").
158  *
159  * The idea being, we want to try reasonably hard to ensure there will
160  * already be a taskq entry pre-allocated by the time that it is needed
161  * by zil_clean(). This way, we can avoid the possibility of an
162  * on-demand allocation of a new taskq entry from failing, which would
163  * result in zil_itxg_clean() being called synchronously from zil_clean()
164  * (which can adversely affect performance of spa_sync()).
165  *
166  * Additionally, the number of threads used by the taskq can be
167  * configured via the "zfs_zil_clean_taskq_nthr_pct" tunable.
168  */
169 static int zfs_zil_clean_taskq_nthr_pct = 100;
170 static int zfs_zil_clean_taskq_minalloc = 1024;
171 static int zfs_zil_clean_taskq_maxalloc = 1024 * 1024;
172
173 int
174 dsl_pool_open_special_dir(dsl_pool_t *dp, const char *name, dsl_dir_t **ddp)
175 {
176         uint64_t obj;
177         int err;
178
179         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset,
180             dsl_dir_phys(dp->dp_root_dir)->dd_child_dir_zapobj,
181             name, sizeof (obj), 1, &obj);
182         if (err)
183                 return (err);
184
185         return (dsl_dir_hold_obj(dp, obj, name, dp, ddp));
186 }
187
188 static dsl_pool_t *
189 dsl_pool_open_impl(spa_t *spa, uint64_t txg)
190 {
191         dsl_pool_t *dp;
192         blkptr_t *bp = spa_get_rootblkptr(spa);
193
194         dp = kmem_zalloc(sizeof (dsl_pool_t), KM_SLEEP);
195         dp->dp_spa = spa;
196         dp->dp_meta_rootbp = *bp;
197         rrw_init(&dp->dp_config_rwlock, B_TRUE);
198         txg_init(dp, txg);
199         mmp_init(spa);
200
201         txg_list_create(&dp->dp_dirty_datasets, spa,
202             offsetof(dsl_dataset_t, ds_dirty_link));
203         txg_list_create(&dp->dp_dirty_zilogs, spa,
204             offsetof(zilog_t, zl_dirty_link));
205         txg_list_create(&dp->dp_dirty_dirs, spa,
206             offsetof(dsl_dir_t, dd_dirty_link));
207         txg_list_create(&dp->dp_sync_tasks, spa,
208             offsetof(dsl_sync_task_t, dst_node));
209         txg_list_create(&dp->dp_early_sync_tasks, spa,
210             offsetof(dsl_sync_task_t, dst_node));
211
212         dp->dp_sync_taskq = spa_sync_tq_create(spa, "dp_sync_taskq");
213
214         dp->dp_zil_clean_taskq = taskq_create("dp_zil_clean_taskq",
215             zfs_zil_clean_taskq_nthr_pct, minclsyspri,
216             zfs_zil_clean_taskq_minalloc,
217             zfs_zil_clean_taskq_maxalloc,
218             TASKQ_PREPOPULATE | TASKQ_THREADS_CPU_PCT);
219
220         mutex_init(&dp->dp_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
221         cv_init(&dp->dp_spaceavail_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
222
223         aggsum_init(&dp->dp_wrlog_total, 0);
224         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
225                 aggsum_init(&dp->dp_wrlog_pertxg[i], 0);
226         }
227
228         dp->dp_zrele_taskq = taskq_create("z_zrele", 100, defclsyspri,
229             boot_ncpus * 8, INT_MAX, TASKQ_PREPOPULATE | TASKQ_DYNAMIC |
230             TASKQ_THREADS_CPU_PCT);
231         dp->dp_unlinked_drain_taskq = taskq_create("z_unlinked_drain",
232             100, defclsyspri, boot_ncpus, INT_MAX,
233             TASKQ_PREPOPULATE | TASKQ_DYNAMIC | TASKQ_THREADS_CPU_PCT);
234
235         return (dp);
236 }
237
238 int
239 dsl_pool_init(spa_t *spa, uint64_t txg, dsl_pool_t **dpp)
240 {
241         int err;
242         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
243
244         /*
245          * Initialize the caller's dsl_pool_t structure before we actually open
246          * the meta objset.  This is done because a self-healing write zio may
247          * be issued as part of dmu_objset_open_impl() and the spa needs its
248          * dsl_pool_t initialized in order to handle the write.
249          */
250         *dpp = dp;
251
252         err = dmu_objset_open_impl(spa, NULL, &dp->dp_meta_rootbp,
253             &dp->dp_meta_objset);
254         if (err != 0) {
255                 dsl_pool_close(dp);
256                 *dpp = NULL;
257         }
258
259         return (err);
260 }
261
262 int
263 dsl_pool_open(dsl_pool_t *dp)
264 {
265         int err;
266         dsl_dir_t *dd;
267         dsl_dataset_t *ds;
268         uint64_t obj;
269
270         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
271         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
272             DMU_POOL_ROOT_DATASET, sizeof (uint64_t), 1,
273             &dp->dp_root_dir_obj);
274         if (err)
275                 goto out;
276
277         err = dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
278             NULL, dp, &dp->dp_root_dir);
279         if (err)
280                 goto out;
281
282         err = dsl_pool_open_special_dir(dp, MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir);
283         if (err)
284                 goto out;
285
286         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_ORIGIN) {
287                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, ORIGIN_DIR_NAME, &dd);
288                 if (err)
289                         goto out;
290                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
291                     dsl_dir_phys(dd)->dd_head_dataset_obj, FTAG, &ds);
292                 if (err == 0) {
293                         err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
294                             dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, dp,
295                             &dp->dp_origin_snap);
296                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
297                 }
298                 dsl_dir_rele(dd, dp);
299                 if (err)
300                         goto out;
301         }
302
303         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
304                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, FREE_DIR_NAME,
305                     &dp->dp_free_dir);
306                 if (err)
307                         goto out;
308
309                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
310                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
311                 if (err)
312                         goto out;
313                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
314                     dp->dp_meta_objset, obj));
315         }
316
317         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_OBSOLETE_COUNTS)) {
318                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
319                     DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
320                 if (err == 0) {
321                         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_obsolete_bpobj,
322                             dp->dp_meta_objset, obj));
323                 } else if (err == ENOENT) {
324                         /*
325                          * We might not have created the remap bpobj yet.
326                          */
327                 } else {
328                         goto out;
329                 }
330         }
331
332         /*
333          * Note: errors ignored, because the these special dirs, used for
334          * space accounting, are only created on demand.
335          */
336         (void) dsl_pool_open_special_dir(dp, LEAK_DIR_NAME,
337             &dp->dp_leak_dir);
338
339         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_ASYNC_DESTROY)) {
340                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
341                     DMU_POOL_BPTREE_OBJ, sizeof (uint64_t), 1,
342                     &dp->dp_bptree_obj);
343                 if (err != 0)
344                         goto out;
345         }
346
347         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_EMPTY_BPOBJ)) {
348                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
349                     DMU_POOL_EMPTY_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1,
350                     &dp->dp_empty_bpobj);
351                 if (err != 0)
352                         goto out;
353         }
354
355         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
356             DMU_POOL_TMP_USERREFS, sizeof (uint64_t), 1,
357             &dp->dp_tmp_userrefs_obj);
358         if (err == ENOENT)
359                 err = 0;
360         if (err)
361                 goto out;
362
363         err = dsl_scan_init(dp, dp->dp_tx.tx_open_txg);
364
365 out:
366         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
367         return (err);
368 }
369
370 void
371 dsl_pool_close(dsl_pool_t *dp)
372 {
373         /*
374          * Drop our references from dsl_pool_open().
375          *
376          * Since we held the origin_snap from "syncing" context (which
377          * includes pool-opening context), it actually only got a "ref"
378          * and not a hold, so just drop that here.
379          */
380         if (dp->dp_origin_snap != NULL)
381                 dsl_dataset_rele(dp->dp_origin_snap, dp);
382         if (dp->dp_mos_dir != NULL)
383                 dsl_dir_rele(dp->dp_mos_dir, dp);
384         if (dp->dp_free_dir != NULL)
385                 dsl_dir_rele(dp->dp_free_dir, dp);
386         if (dp->dp_leak_dir != NULL)
387                 dsl_dir_rele(dp->dp_leak_dir, dp);
388         if (dp->dp_root_dir != NULL)
389                 dsl_dir_rele(dp->dp_root_dir, dp);
390
391         bpobj_close(&dp->dp_free_bpobj);
392         bpobj_close(&dp->dp_obsolete_bpobj);
393
394         /* undo the dmu_objset_open_impl(mos) from dsl_pool_open() */
395         if (dp->dp_meta_objset != NULL)
396                 dmu_objset_evict(dp->dp_meta_objset);
397
398         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_datasets);
399         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_zilogs);
400         txg_list_destroy(&dp->dp_sync_tasks);
401         txg_list_destroy(&dp->dp_early_sync_tasks);
402         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_dirs);
403
404         taskq_destroy(dp->dp_zil_clean_taskq);
405         spa_sync_tq_destroy(dp->dp_spa);
406
407         /*
408          * We can't set retry to TRUE since we're explicitly specifying
409          * a spa to flush. This is good enough; any missed buffers for
410          * this spa won't cause trouble, and they'll eventually fall
411          * out of the ARC just like any other unused buffer.
412          */
413         arc_flush(dp->dp_spa, FALSE);
414
415         mmp_fini(dp->dp_spa);
416         txg_fini(dp);
417         dsl_scan_fini(dp);
418         dmu_buf_user_evict_wait();
419
420         rrw_destroy(&dp->dp_config_rwlock);
421         mutex_destroy(&dp->dp_lock);
422         cv_destroy(&dp->dp_spaceavail_cv);
423
424         ASSERT0(aggsum_value(&dp->dp_wrlog_total));
425         aggsum_fini(&dp->dp_wrlog_total);
426         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
427                 ASSERT0(aggsum_value(&dp->dp_wrlog_pertxg[i]));
428                 aggsum_fini(&dp->dp_wrlog_pertxg[i]);
429         }
430
431         taskq_destroy(dp->dp_unlinked_drain_taskq);
432         taskq_destroy(dp->dp_zrele_taskq);
433         if (dp->dp_blkstats != NULL)
434                 vmem_free(dp->dp_blkstats, sizeof (zfs_all_blkstats_t));
435         kmem_free(dp, sizeof (dsl_pool_t));
436 }
437
438 void
439 dsl_pool_create_obsolete_bpobj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
440 {
441         uint64_t obj;
442         /*
443          * Currently, we only create the obsolete_bpobj where there are
444          * indirect vdevs with referenced mappings.
445          */
446         ASSERT(spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_DEVICE_REMOVAL));
447         /* create and open the obsolete_bpobj */
448         obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, tx);
449         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_obsolete_bpobj, dp->dp_meta_objset, obj));
450         VERIFY0(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
451             DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
452         spa_feature_incr(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_OBSOLETE_COUNTS, tx);
453 }
454
455 void
456 dsl_pool_destroy_obsolete_bpobj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
457 {
458         spa_feature_decr(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_OBSOLETE_COUNTS, tx);
459         VERIFY0(zap_remove(dp->dp_meta_objset,
460             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
461             DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ, tx));
462         bpobj_free(dp->dp_meta_objset,
463             dp->dp_obsolete_bpobj.bpo_object, tx);
464         bpobj_close(&dp->dp_obsolete_bpobj);
465 }
466
467 dsl_pool_t *
468 dsl_pool_create(spa_t *spa, nvlist_t *zplprops __attribute__((unused)),
469     dsl_crypto_params_t *dcp, uint64_t txg)
470 {
471         int err;
472         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
473         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
474 #ifdef _KERNEL
475         objset_t *os;
476 #else
477         objset_t *os __attribute__((unused));
478 #endif
479         dsl_dataset_t *ds;
480         uint64_t obj;
481
482         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
483
484         /* create and open the MOS (meta-objset) */
485         dp->dp_meta_objset = dmu_objset_create_impl(spa,
486             NULL, &dp->dp_meta_rootbp, DMU_OST_META, tx);
487         spa->spa_meta_objset = dp->dp_meta_objset;
488
489         /* create the pool directory */
490         err = zap_create_claim(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
491             DMU_OT_OBJECT_DIRECTORY, DMU_OT_NONE, 0, tx);
492         ASSERT0(err);
493
494         /* Initialize scan structures */
495         VERIFY0(dsl_scan_init(dp, txg));
496
497         /* create and open the root dir */
498         dp->dp_root_dir_obj = dsl_dir_create_sync(dp, NULL, NULL, tx);
499         VERIFY0(dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
500             NULL, dp, &dp->dp_root_dir));
501
502         /* create and open the meta-objset dir */
503         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, MOS_DIR_NAME, tx);
504         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
505             MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir));
506
507         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
508                 /* create and open the free dir */
509                 (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir,
510                     FREE_DIR_NAME, tx);
511                 VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
512                     FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
513
514                 /* create and open the free_bplist */
515                 obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, tx);
516                 VERIFY(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
517                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx) == 0);
518                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
519                     dp->dp_meta_objset, obj));
520         }
521
522         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DSL_SCRUB)
523                 dsl_pool_create_origin(dp, tx);
524
525         /*
526          * Some features may be needed when creating the root dataset, so we
527          * create the feature objects here.
528          */
529         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_FEATURES)
530                 spa_feature_create_zap_objects(spa, tx);
531
532         if (dcp != NULL && dcp->cp_crypt != ZIO_CRYPT_OFF &&
533             dcp->cp_crypt != ZIO_CRYPT_INHERIT)
534                 spa_feature_enable(spa, SPA_FEATURE_ENCRYPTION, tx);
535
536         /* create the root dataset */
537         obj = dsl_dataset_create_sync_dd(dp->dp_root_dir, NULL, dcp, 0, tx);
538
539         /* create the root objset */
540         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj_flags(dp, obj,
541             DS_HOLD_FLAG_DECRYPT, FTAG, &ds));
542         rrw_enter(&ds->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
543         os = dmu_objset_create_impl(dp->dp_spa, ds,
544             dsl_dataset_get_blkptr(ds), DMU_OST_ZFS, tx);
545         rrw_exit(&ds->ds_bp_rwlock, FTAG);
546 #ifdef _KERNEL
547         zfs_create_fs(os, kcred, zplprops, tx);
548 #endif
549         dsl_dataset_rele_flags(ds, DS_HOLD_FLAG_DECRYPT, FTAG);
550
551         dmu_tx_commit(tx);
552
553         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
554
555         return (dp);
556 }
557
558 /*
559  * Account for the meta-objset space in its placeholder dsl_dir.
560  */
561 void
562 dsl_pool_mos_diduse_space(dsl_pool_t *dp,
563     int64_t used, int64_t comp, int64_t uncomp)
564 {
565         ASSERT3U(comp, ==, uncomp); /* it's all metadata */
566         mutex_enter(&dp->dp_lock);
567         dp->dp_mos_used_delta += used;
568         dp->dp_mos_compressed_delta += comp;
569         dp->dp_mos_uncompressed_delta += uncomp;
570         mutex_exit(&dp->dp_lock);
571 }
572
573 static void
574 dsl_pool_sync_mos(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
575 {
576         zio_t *zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
577         dmu_objset_sync(dp->dp_meta_objset, zio, tx);
578         VERIFY0(zio_wait(zio));
579         dmu_objset_sync_done(dp->dp_meta_objset, tx);
580         taskq_wait(dp->dp_sync_taskq);
581         multilist_destroy(&dp->dp_meta_objset->os_synced_dnodes);
582
583         dprintf_bp(&dp->dp_meta_rootbp, "meta objset rootbp is %s", "");
584         spa_set_rootblkptr(dp->dp_spa, &dp->dp_meta_rootbp);
585 }
586
587 static void
588 dsl_pool_dirty_delta(dsl_pool_t *dp, int64_t delta)
589 {
590         ASSERT(MUTEX_HELD(&dp->dp_lock));
591
592         if (delta < 0)
593                 ASSERT3U(-delta, <=, dp->dp_dirty_total);
594
595         dp->dp_dirty_total += delta;
596
597         /*
598          * Note: we signal even when increasing dp_dirty_total.
599          * This ensures forward progress -- each thread wakes the next waiter.
600          */
601         if (dp->dp_dirty_total < zfs_dirty_data_max)
602                 cv_signal(&dp->dp_spaceavail_cv);
603 }
604
605 void
606 dsl_pool_wrlog_count(dsl_pool_t *dp, int64_t size, uint64_t txg)
607 {
608         ASSERT3S(size, >=, 0);
609
610         aggsum_add(&dp->dp_wrlog_pertxg[txg & TXG_MASK], size);
611         aggsum_add(&dp->dp_wrlog_total, size);
612
613         /* Choose a value slightly bigger than min dirty sync bytes */
614         uint64_t sync_min =
615             zfs_wrlog_data_max * (zfs_dirty_data_sync_percent + 10) / 200;
616         if (aggsum_compare(&dp->dp_wrlog_pertxg[txg & TXG_MASK], sync_min) > 0)
617                 txg_kick(dp, txg);
618 }
619
620 boolean_t
621 dsl_pool_need_wrlog_delay(dsl_pool_t *dp)
622 {
623         uint64_t delay_min_bytes =
624             zfs_wrlog_data_max * zfs_delay_min_dirty_percent / 100;
625
626         return (aggsum_compare(&dp->dp_wrlog_total, delay_min_bytes) > 0);
627 }
628
629 static void
630 dsl_pool_wrlog_clear(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
631 {
632         int64_t delta;
633         delta = -(int64_t)aggsum_value(&dp->dp_wrlog_pertxg[txg & TXG_MASK]);
634         aggsum_add(&dp->dp_wrlog_pertxg[txg & TXG_MASK], delta);
635         aggsum_add(&dp->dp_wrlog_total, delta);
636         /* Compact per-CPU sums after the big change. */
637         (void) aggsum_value(&dp->dp_wrlog_pertxg[txg & TXG_MASK]);
638         (void) aggsum_value(&dp->dp_wrlog_total);
639 }
640
641 #ifdef ZFS_DEBUG
642 static boolean_t
643 dsl_early_sync_task_verify(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
644 {
645         spa_t *spa = dp->dp_spa;
646         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
647
648         for (uint64_t c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
649                 vdev_t *vd = rvd->vdev_child[c];
650                 txg_list_t *tl = &vd->vdev_ms_list;
651                 metaslab_t *ms;
652
653                 for (ms = txg_list_head(tl, TXG_CLEAN(txg)); ms;
654                     ms = txg_list_next(tl, ms, TXG_CLEAN(txg))) {
655                         VERIFY(range_tree_is_empty(ms->ms_freeing));
656                         VERIFY(range_tree_is_empty(ms->ms_checkpointing));
657                 }
658         }
659
660         return (B_TRUE);
661 }
662 #else
663 #define dsl_early_sync_task_verify(dp, txg) \
664         ((void) sizeof (dp), (void) sizeof (txg), B_TRUE)
665 #endif
666
667 void
668 dsl_pool_sync(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
669 {
670         zio_t *rio;     /* root zio for all dirty dataset syncs */
671         dmu_tx_t *tx;
672         dsl_dir_t *dd;
673         dsl_dataset_t *ds;
674         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
675         list_t synced_datasets;
676
677         list_create(&synced_datasets, sizeof (dsl_dataset_t),
678             offsetof(dsl_dataset_t, ds_synced_link));
679
680         tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
681
682         /*
683          * Run all early sync tasks before writing out any dirty blocks.
684          * For more info on early sync tasks see block comment in
685          * dsl_early_sync_task().
686          */
687         if (!txg_list_empty(&dp->dp_early_sync_tasks, txg)) {
688                 dsl_sync_task_t *dst;
689
690                 ASSERT3U(spa_sync_pass(dp->dp_spa), ==, 1);
691                 while ((dst =
692                     txg_list_remove(&dp->dp_early_sync_tasks, txg)) != NULL) {
693                         ASSERT(dsl_early_sync_task_verify(dp, txg));
694                         dsl_sync_task_sync(dst, tx);
695                 }
696                 ASSERT(dsl_early_sync_task_verify(dp, txg));
697         }
698
699         /*
700          * Write out all dirty blocks of dirty datasets. Note, this could
701          * create a very large (+10k) zio tree.
702          */
703         rio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
704         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) != NULL) {
705                 /*
706                  * We must not sync any non-MOS datasets twice, because
707                  * we may have taken a snapshot of them.  However, we
708                  * may sync newly-created datasets on pass 2.
709                  */
710                 ASSERT(!list_link_active(&ds->ds_synced_link));
711                 list_insert_tail(&synced_datasets, ds);
712                 dsl_dataset_sync(ds, rio, tx);
713         }
714         VERIFY0(zio_wait(rio));
715
716         /*
717          * Update the long range free counter after
718          * we're done syncing user data
719          */
720         mutex_enter(&dp->dp_lock);
721         ASSERT(spa_sync_pass(dp->dp_spa) == 1 ||
722             dp->dp_long_free_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] == 0);
723         dp->dp_long_free_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] = 0;
724         mutex_exit(&dp->dp_lock);
725
726         /*
727          * After the data blocks have been written (ensured by the zio_wait()
728          * above), update the user/group/project space accounting.  This happens
729          * in tasks dispatched to dp_sync_taskq, so wait for them before
730          * continuing.
731          */
732         for (ds = list_head(&synced_datasets); ds != NULL;
733             ds = list_next(&synced_datasets, ds)) {
734                 dmu_objset_sync_done(ds->ds_objset, tx);
735         }
736         taskq_wait(dp->dp_sync_taskq);
737
738         /*
739          * Sync the datasets again to push out the changes due to
740          * userspace updates.  This must be done before we process the
741          * sync tasks, so that any snapshots will have the correct
742          * user accounting information (and we won't get confused
743          * about which blocks are part of the snapshot).
744          */
745         rio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
746         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) != NULL) {
747                 objset_t *os = ds->ds_objset;
748
749                 ASSERT(list_link_active(&ds->ds_synced_link));
750                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
751                 dsl_dataset_sync(ds, rio, tx);
752
753                 /*
754                  * Release any key mappings created by calls to
755                  * dsl_dataset_dirty() from the userquota accounting
756                  * code paths.
757                  */
758                 if (os->os_encrypted && !os->os_raw_receive &&
759                     !os->os_next_write_raw[txg & TXG_MASK]) {
760                         ASSERT3P(ds->ds_key_mapping, !=, NULL);
761                         key_mapping_rele(dp->dp_spa, ds->ds_key_mapping, ds);
762                 }
763         }
764         VERIFY0(zio_wait(rio));
765
766         /*
767          * Now that the datasets have been completely synced, we can
768          * clean up our in-memory structures accumulated while syncing:
769          *
770          *  - move dead blocks from the pending deadlist and livelists
771          *    to the on-disk versions
772          *  - release hold from dsl_dataset_dirty()
773          *  - release key mapping hold from dsl_dataset_dirty()
774          */
775         while ((ds = list_remove_head(&synced_datasets)) != NULL) {
776                 objset_t *os = ds->ds_objset;
777
778                 if (os->os_encrypted && !os->os_raw_receive &&
779                     !os->os_next_write_raw[txg & TXG_MASK]) {
780                         ASSERT3P(ds->ds_key_mapping, !=, NULL);
781                         key_mapping_rele(dp->dp_spa, ds->ds_key_mapping, ds);
782                 }
783
784                 dsl_dataset_sync_done(ds, tx);
785                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
786         }
787
788         while ((dd = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_dirs, txg)) != NULL) {
789                 dsl_dir_sync(dd, tx);
790         }
791
792         /*
793          * The MOS's space is accounted for in the pool/$MOS
794          * (dp_mos_dir).  We can't modify the mos while we're syncing
795          * it, so we remember the deltas and apply them here.
796          */
797         if (dp->dp_mos_used_delta != 0 || dp->dp_mos_compressed_delta != 0 ||
798             dp->dp_mos_uncompressed_delta != 0) {
799                 dsl_dir_diduse_space(dp->dp_mos_dir, DD_USED_HEAD,
800                     dp->dp_mos_used_delta,
801                     dp->dp_mos_compressed_delta,
802                     dp->dp_mos_uncompressed_delta, tx);
803                 dp->dp_mos_used_delta = 0;
804                 dp->dp_mos_compressed_delta = 0;
805                 dp->dp_mos_uncompressed_delta = 0;
806         }
807
808         if (dmu_objset_is_dirty(mos, txg)) {
809                 dsl_pool_sync_mos(dp, tx);
810         }
811
812         /*
813          * We have written all of the accounted dirty data, so our
814          * dp_space_towrite should now be zero. However, some seldom-used
815          * code paths do not adhere to this (e.g. dbuf_undirty()). Shore up
816          * the accounting of any dirtied space now.
817          *
818          * Note that, besides any dirty data from datasets, the amount of
819          * dirty data in the MOS is also accounted by the pool. Therefore,
820          * we want to do this cleanup after dsl_pool_sync_mos() so we don't
821          * attempt to update the accounting for the same dirty data twice.
822          * (i.e. at this point we only update the accounting for the space
823          * that we know that we "leaked").
824          */
825         dsl_pool_undirty_space(dp, dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK], txg);
826
827         /*
828          * If we modify a dataset in the same txg that we want to destroy it,
829          * its dsl_dir's dd_dbuf will be dirty, and thus have a hold on it.
830          * dsl_dir_destroy_check() will fail if there are unexpected holds.
831          * Therefore, we want to sync the MOS (thus syncing the dd_dbuf
832          * and clearing the hold on it) before we process the sync_tasks.
833          * The MOS data dirtied by the sync_tasks will be synced on the next
834          * pass.
835          */
836         if (!txg_list_empty(&dp->dp_sync_tasks, txg)) {
837                 dsl_sync_task_t *dst;
838                 /*
839                  * No more sync tasks should have been added while we
840                  * were syncing.
841                  */
842                 ASSERT3U(spa_sync_pass(dp->dp_spa), ==, 1);
843                 while ((dst = txg_list_remove(&dp->dp_sync_tasks, txg)) != NULL)
844                         dsl_sync_task_sync(dst, tx);
845         }
846
847         dmu_tx_commit(tx);
848
849         DTRACE_PROBE2(dsl_pool_sync__done, dsl_pool_t *dp, dp, uint64_t, txg);
850 }
851
852 void
853 dsl_pool_sync_done(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
854 {
855         zilog_t *zilog;
856
857         while ((zilog = txg_list_head(&dp->dp_dirty_zilogs, txg))) {
858                 dsl_dataset_t *ds = dmu_objset_ds(zilog->zl_os);
859                 /*
860                  * We don't remove the zilog from the dp_dirty_zilogs
861                  * list until after we've cleaned it. This ensures that
862                  * callers of zilog_is_dirty() receive an accurate
863                  * answer when they are racing with the spa sync thread.
864                  */
865                 zil_clean(zilog, txg);
866                 (void) txg_list_remove_this(&dp->dp_dirty_zilogs, zilog, txg);
867                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(zilog->zl_os, txg));
868                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, zilog);
869         }
870
871         dsl_pool_wrlog_clear(dp, txg);
872
873         ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(dp->dp_meta_objset, txg));
874 }
875
876 /*
877  * TRUE if the current thread is the tx_sync_thread or if we
878  * are being called from SPA context during pool initialization.
879  */
880 int
881 dsl_pool_sync_context(dsl_pool_t *dp)
882 {
883         return (curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread ||
884             spa_is_initializing(dp->dp_spa) ||
885             taskq_member(dp->dp_sync_taskq, curthread));
886 }
887
888 /*
889  * This function returns the amount of allocatable space in the pool
890  * minus whatever space is currently reserved by ZFS for specific
891  * purposes. Specifically:
892  *
893  * 1] Any reserved SLOP space
894  * 2] Any space used by the checkpoint
895  * 3] Any space used for deferred frees
896  *
897  * The latter 2 are especially important because they are needed to
898  * rectify the SPA's and DMU's different understanding of how much space
899  * is used. Now the DMU is aware of that extra space tracked by the SPA
900  * without having to maintain a separate special dir (e.g similar to
901  * $MOS, $FREEING, and $LEAKED).
902  *
903  * Note: By deferred frees here, we mean the frees that were deferred
904  * in spa_sync() after sync pass 1 (spa_deferred_bpobj), and not the
905  * segments placed in ms_defer trees during metaslab_sync_done().
906  */
907 uint64_t
908 dsl_pool_adjustedsize(dsl_pool_t *dp, zfs_space_check_t slop_policy)
909 {
910         spa_t *spa = dp->dp_spa;
911         uint64_t space, resv, adjustedsize;
912         uint64_t spa_deferred_frees =
913             spa->spa_deferred_bpobj.bpo_phys->bpo_bytes;
914
915         space = spa_get_dspace(spa)
916             - spa_get_checkpoint_space(spa) - spa_deferred_frees;
917         resv = spa_get_slop_space(spa);
918
919         switch (slop_policy) {
920         case ZFS_SPACE_CHECK_NORMAL:
921                 break;
922         case ZFS_SPACE_CHECK_RESERVED:
923                 resv >>= 1;
924                 break;
925         case ZFS_SPACE_CHECK_EXTRA_RESERVED:
926                 resv >>= 2;
927                 break;
928         case ZFS_SPACE_CHECK_NONE:
929                 resv = 0;
930                 break;
931         default:
932                 panic("invalid slop policy value: %d", slop_policy);
933                 break;
934         }
935         adjustedsize = (space >= resv) ? (space - resv) : 0;
936
937         return (adjustedsize);
938 }
939
940 uint64_t
941 dsl_pool_unreserved_space(dsl_pool_t *dp, zfs_space_check_t slop_policy)
942 {
943         uint64_t poolsize = dsl_pool_adjustedsize(dp, slop_policy);
944         uint64_t deferred =
945             metaslab_class_get_deferred(spa_normal_class(dp->dp_spa));
946         uint64_t quota = (poolsize >= deferred) ? (poolsize - deferred) : 0;
947         return (quota);
948 }
949
950 uint64_t
951 dsl_pool_deferred_space(dsl_pool_t *dp)
952 {
953         return (metaslab_class_get_deferred(spa_normal_class(dp->dp_spa)));
954 }
955
956 boolean_t
957 dsl_pool_need_dirty_delay(dsl_pool_t *dp)
958 {
959         uint64_t delay_min_bytes =
960             zfs_dirty_data_max * zfs_delay_min_dirty_percent / 100;
961
962         /*
963          * We are not taking the dp_lock here and few other places, since torn
964          * reads are unlikely: on 64-bit systems due to register size and on
965          * 32-bit due to memory constraints.  Pool-wide locks in hot path may
966          * be too expensive, while we do not need a precise result here.
967          */
968         return (dp->dp_dirty_total > delay_min_bytes);
969 }
970
971 static boolean_t
972 dsl_pool_need_dirty_sync(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
973 {
974         uint64_t dirty_min_bytes =
975             zfs_dirty_data_max * zfs_dirty_data_sync_percent / 100;
976         uint64_t dirty = dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK];
977
978         return (dirty > dirty_min_bytes);
979 }
980
981 void
982 dsl_pool_dirty_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
983 {
984         if (space > 0) {
985                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
986                 dp->dp_dirty_pertxg[tx->tx_txg & TXG_MASK] += space;
987                 dsl_pool_dirty_delta(dp, space);
988                 boolean_t needsync = !dmu_tx_is_syncing(tx) &&
989                     dsl_pool_need_dirty_sync(dp, tx->tx_txg);
990                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
991
992                 if (needsync)
993                         txg_kick(dp, tx->tx_txg);
994         }
995 }
996
997 void
998 dsl_pool_undirty_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, uint64_t txg)
999 {
1000         ASSERT3S(space, >=, 0);
1001         if (space == 0)
1002                 return;
1003
1004         mutex_enter(&dp->dp_lock);
1005         if (dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] < space) {
1006                 /* XXX writing something we didn't dirty? */
1007                 space = dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK];
1008         }
1009         ASSERT3U(dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK], >=, space);
1010         dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] -= space;
1011         ASSERT3U(dp->dp_dirty_total, >=, space);
1012         dsl_pool_dirty_delta(dp, -space);
1013         mutex_exit(&dp->dp_lock);
1014 }
1015
1016 static int
1017 upgrade_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *hds, void *arg)
1018 {
1019         dmu_tx_t *tx = arg;
1020         dsl_dataset_t *ds, *prev = NULL;
1021         int err;
1022
1023         err = dsl_dataset_hold_obj(dp, hds->ds_object, FTAG, &ds);
1024         if (err)
1025                 return (err);
1026
1027         while (dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj != 0) {
1028                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
1029                     dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, FTAG, &prev);
1030                 if (err) {
1031                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1032                         return (err);
1033                 }
1034
1035                 if (dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_snap_obj != ds->ds_object)
1036                         break;
1037                 dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1038                 ds = prev;
1039                 prev = NULL;
1040         }
1041
1042         if (prev == NULL) {
1043                 prev = dp->dp_origin_snap;
1044
1045                 /*
1046                  * The $ORIGIN can't have any data, or the accounting
1047                  * will be wrong.
1048                  */
1049                 rrw_enter(&ds->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
1050                 ASSERT0(BP_GET_LOGICAL_BIRTH(&dsl_dataset_phys(prev)->ds_bp));
1051                 rrw_exit(&ds->ds_bp_rwlock, FTAG);
1052
1053                 /* The origin doesn't get attached to itself */
1054                 if (ds->ds_object == prev->ds_object) {
1055                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1056                         return (0);
1057                 }
1058
1059                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dbuf, tx);
1060                 dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj = prev->ds_object;
1061                 dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_txg =
1062                     dsl_dataset_phys(prev)->ds_creation_txg;
1063
1064                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dir->dd_dbuf, tx);
1065                 dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj = prev->ds_object;
1066
1067                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
1068                 dsl_dataset_phys(prev)->ds_num_children++;
1069
1070                 if (dsl_dataset_phys(ds)->ds_next_snap_obj == 0) {
1071                         ASSERT(ds->ds_prev == NULL);
1072                         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
1073                             dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj,
1074                             ds, &ds->ds_prev));
1075                 }
1076         }
1077
1078         ASSERT3U(dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj, ==, prev->ds_object);
1079         ASSERT3U(dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, ==, prev->ds_object);
1080
1081         if (dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_clones_obj == 0) {
1082                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
1083                 dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_clones_obj =
1084                     zap_create(dp->dp_meta_objset,
1085                     DMU_OT_NEXT_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
1086         }
1087         VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
1088             dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_clones_obj, ds->ds_object, tx));
1089
1090         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1091         if (prev != dp->dp_origin_snap)
1092                 dsl_dataset_rele(prev, FTAG);
1093         return (0);
1094 }
1095
1096 void
1097 dsl_pool_upgrade_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1098 {
1099         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1100         ASSERT(dp->dp_origin_snap != NULL);
1101
1102         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj, upgrade_clones_cb,
1103             tx, DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SERIALIZE));
1104 }
1105
1106 static int
1107 upgrade_dir_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *ds, void *arg)
1108 {
1109         dmu_tx_t *tx = arg;
1110         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1111
1112         if (dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj != 0) {
1113                 dsl_dataset_t *origin;
1114
1115                 VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
1116                     dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj, FTAG, &origin));
1117
1118                 if (dsl_dir_phys(origin->ds_dir)->dd_clones == 0) {
1119                         dmu_buf_will_dirty(origin->ds_dir->dd_dbuf, tx);
1120                         dsl_dir_phys(origin->ds_dir)->dd_clones =
1121                             zap_create(mos, DMU_OT_DSL_CLONES, DMU_OT_NONE,
1122                             0, tx);
1123                 }
1124
1125                 VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
1126                     dsl_dir_phys(origin->ds_dir)->dd_clones,
1127                     ds->ds_object, tx));
1128
1129                 dsl_dataset_rele(origin, FTAG);
1130         }
1131         return (0);
1132 }
1133
1134 void
1135 dsl_pool_upgrade_dir_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1136 {
1137         uint64_t obj;
1138
1139         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1140
1141         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, FREE_DIR_NAME, tx);
1142         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
1143             FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
1144
1145         /*
1146          * We can't use bpobj_alloc(), because spa_version() still
1147          * returns the old version, and we need a new-version bpobj with
1148          * subobj support.  So call dmu_object_alloc() directly.
1149          */
1150         obj = dmu_object_alloc(dp->dp_meta_objset, DMU_OT_BPOBJ,
1151             SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, DMU_OT_BPOBJ_HDR, sizeof (bpobj_phys_t), tx);
1152         VERIFY0(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
1153             DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
1154         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj, dp->dp_meta_objset, obj));
1155
1156         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj,
1157             upgrade_dir_clones_cb, tx, DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SERIALIZE));
1158 }
1159
1160 void
1161 dsl_pool_create_origin(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1162 {
1163         uint64_t dsobj;
1164         dsl_dataset_t *ds;
1165
1166         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1167         ASSERT(dp->dp_origin_snap == NULL);
1168         ASSERT(rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER));
1169
1170         /* create the origin dir, ds, & snap-ds */
1171         dsobj = dsl_dataset_create_sync(dp->dp_root_dir, ORIGIN_DIR_NAME,
1172             NULL, 0, kcred, NULL, tx);
1173         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
1174         dsl_dataset_snapshot_sync_impl(ds, ORIGIN_DIR_NAME, tx);
1175         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj,
1176             dp, &dp->dp_origin_snap));
1177         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1178 }
1179
1180 taskq_t *
1181 dsl_pool_zrele_taskq(dsl_pool_t *dp)
1182 {
1183         return (dp->dp_zrele_taskq);
1184 }
1185
1186 taskq_t *
1187 dsl_pool_unlinked_drain_taskq(dsl_pool_t *dp)
1188 {
1189         return (dp->dp_unlinked_drain_taskq);
1190 }
1191
1192 /*
1193  * Walk through the pool-wide zap object of temporary snapshot user holds
1194  * and release them.
1195  */
1196 void
1197 dsl_pool_clean_tmp_userrefs(dsl_pool_t *dp)
1198 {
1199         zap_attribute_t za;
1200         zap_cursor_t zc;
1201         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1202         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1203         nvlist_t *holds;
1204
1205         if (zapobj == 0)
1206                 return;
1207         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
1208
1209         holds = fnvlist_alloc();
1210
1211         for (zap_cursor_init(&zc, mos, zapobj);
1212             zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0;
1213             zap_cursor_advance(&zc)) {
1214                 char *htag;
1215                 nvlist_t *tags;
1216
1217                 htag = strchr(za.za_name, '-');
1218                 *htag = '\0';
1219                 ++htag;
1220                 if (nvlist_lookup_nvlist(holds, za.za_name, &tags) != 0) {
1221                         tags = fnvlist_alloc();
1222                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
1223                         fnvlist_add_nvlist(holds, za.za_name, tags);
1224                         fnvlist_free(tags);
1225                 } else {
1226                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
1227                 }
1228         }
1229         dsl_dataset_user_release_tmp(dp, holds);
1230         fnvlist_free(holds);
1231         zap_cursor_fini(&zc);
1232 }
1233
1234 /*
1235  * Create the pool-wide zap object for storing temporary snapshot holds.
1236  */
1237 static void
1238 dsl_pool_user_hold_create_obj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1239 {
1240         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1241
1242         ASSERT(dp->dp_tmp_userrefs_obj == 0);
1243         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1244
1245         dp->dp_tmp_userrefs_obj = zap_create_link(mos, DMU_OT_USERREFS,
1246             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT, DMU_POOL_TMP_USERREFS, tx);
1247 }
1248
1249 static int
1250 dsl_pool_user_hold_rele_impl(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj,
1251     const char *tag, uint64_t now, dmu_tx_t *tx, boolean_t holding)
1252 {
1253         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1254         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1255         char *name;
1256         int error;
1257
1258         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
1259         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1260
1261         /*
1262          * If the pool was created prior to SPA_VERSION_USERREFS, the
1263          * zap object for temporary holds might not exist yet.
1264          */
1265         if (zapobj == 0) {
1266                 if (holding) {
1267                         dsl_pool_user_hold_create_obj(dp, tx);
1268                         zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1269                 } else {
1270                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1271                 }
1272         }
1273
1274         name = kmem_asprintf("%llx-%s", (u_longlong_t)dsobj, tag);
1275         if (holding)
1276                 error = zap_add(mos, zapobj, name, 8, 1, &now, tx);
1277         else
1278                 error = zap_remove(mos, zapobj, name, tx);
1279         kmem_strfree(name);
1280
1281         return (error);
1282 }
1283
1284 /*
1285  * Add a temporary hold for the given dataset object and tag.
1286  */
1287 int
1288 dsl_pool_user_hold(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1289     uint64_t now, dmu_tx_t *tx)
1290 {
1291         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, now, tx, B_TRUE));
1292 }
1293
1294 /*
1295  * Release a temporary hold for the given dataset object and tag.
1296  */
1297 int
1298 dsl_pool_user_release(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1299     dmu_tx_t *tx)
1300 {
1301         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, 0,
1302             tx, B_FALSE));
1303 }
1304
1305 /*
1306  * DSL Pool Configuration Lock
1307  *
1308  * The dp_config_rwlock protects against changes to DSL state (e.g. dataset
1309  * creation / destruction / rename / property setting).  It must be held for
1310  * read to hold a dataset or dsl_dir.  I.e. you must call
1311  * dsl_pool_config_enter() or dsl_pool_hold() before calling
1312  * dsl_{dataset,dir}_hold{_obj}.  In most circumstances, the dp_config_rwlock
1313  * must be held continuously until all datasets and dsl_dirs are released.
1314  *
1315  * The only exception to this rule is that if a "long hold" is placed on
1316  * a dataset, then the dp_config_rwlock may be dropped while the dataset
1317  * is still held.  The long hold will prevent the dataset from being
1318  * destroyed -- the destroy will fail with EBUSY.  A long hold can be
1319  * obtained by calling dsl_dataset_long_hold(), or by "owning" a dataset
1320  * (by calling dsl_{dataset,objset}_{try}own{_obj}).
1321  *
1322  * Legitimate long-holders (including owners) should be long-running, cancelable
1323  * tasks that should cause "zfs destroy" to fail.  This includes DMU
1324  * consumers (i.e. a ZPL filesystem being mounted or ZVOL being open),
1325  * "zfs send", and "zfs diff".  There are several other long-holders whose
1326  * uses are suboptimal (e.g. "zfs promote", and zil_suspend()).
1327  *
1328  * The usual formula for long-holding would be:
1329  * dsl_pool_hold()
1330  * dsl_dataset_hold()
1331  * ... perform checks ...
1332  * dsl_dataset_long_hold()
1333  * dsl_pool_rele()
1334  * ... perform long-running task ...
1335  * dsl_dataset_long_rele()
1336  * dsl_dataset_rele()
1337  *
1338  * Note that when the long hold is released, the dataset is still held but
1339  * the pool is not held.  The dataset may change arbitrarily during this time
1340  * (e.g. it could be destroyed).  Therefore you shouldn't do anything to the
1341  * dataset except release it.
1342  *
1343  * Operations generally fall somewhere into the following taxonomy:
1344  *
1345  *                              Read-Only             Modifying
1346  *
1347  *    Dataset Layer / MOS        zfs get             zfs destroy
1348  *
1349  *     Individual Dataset         read()                write()
1350  *
1351  *
1352  * Dataset Layer Operations
1353  *
1354  * Modifying operations should generally use dsl_sync_task().  The synctask
1355  * infrastructure enforces proper locking strategy with respect to the
1356  * dp_config_rwlock.  See the comment above dsl_sync_task() for details.
1357  *
1358  * Read-only operations will manually hold the pool, then the dataset, obtain
1359  * information from the dataset, then release the pool and dataset.
1360  * dmu_objset_{hold,rele}() are convenience routines that also do the pool
1361  * hold/rele.
1362  *
1363  *
1364  * Operations On Individual Datasets
1365  *
1366  * Objects _within_ an objset should only be modified by the current 'owner'
1367  * of the objset to prevent incorrect concurrent modification. Thus, use
1368  * {dmu_objset,dsl_dataset}_own to mark some entity as the current owner,
1369  * and fail with EBUSY if there is already an owner. The owner can then
1370  * implement its own locking strategy, independent of the dataset layer's
1371  * locking infrastructure.
1372  * (E.g., the ZPL has its own set of locks to control concurrency. A regular
1373  *  vnop will not reach into the dataset layer).
1374  *
1375  * Ideally, objects would also only be read by the objset’s owner, so that we
1376  * don’t observe state mid-modification.
1377  * (E.g. the ZPL is creating a new object and linking it into a directory; if
1378  * you don’t coordinate with the ZPL to hold ZPL-level locks, you could see an
1379  * intermediate state.  The ioctl level violates this but in pretty benign
1380  * ways, e.g. reading the zpl props object.)
1381  */
1382
1383 int
1384 dsl_pool_hold(const char *name, const void *tag, dsl_pool_t **dp)
1385 {
1386         spa_t *spa;
1387         int error;
1388
1389         error = spa_open(name, &spa, tag);
1390         if (error == 0) {
1391                 *dp = spa_get_dsl(spa);
1392                 dsl_pool_config_enter(*dp, tag);
1393         }
1394         return (error);
1395 }
1396
1397 void
1398 dsl_pool_rele(dsl_pool_t *dp, const void *tag)
1399 {
1400         dsl_pool_config_exit(dp, tag);
1401         spa_close(dp->dp_spa, tag);
1402 }
1403
1404 void
1405 dsl_pool_config_enter(dsl_pool_t *dp, const void *tag)
1406 {
1407         /*
1408          * We use a "reentrant" reader-writer lock, but not reentrantly.
1409          *
1410          * The rrwlock can (with the track_all flag) track all reading threads,
1411          * which is very useful for debugging which code path failed to release
1412          * the lock, and for verifying that the *current* thread does hold
1413          * the lock.
1414          *
1415          * (Unlike a rwlock, which knows that N threads hold it for
1416          * read, but not *which* threads, so rw_held(RW_READER) returns TRUE
1417          * if any thread holds it for read, even if this thread doesn't).
1418          */
1419         ASSERT(!rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER));
1420         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER, tag);
1421 }
1422
1423 void
1424 dsl_pool_config_enter_prio(dsl_pool_t *dp, const void *tag)
1425 {
1426         ASSERT(!rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER));
1427         rrw_enter_read_prio(&dp->dp_config_rwlock, tag);
1428 }
1429
1430 void
1431 dsl_pool_config_exit(dsl_pool_t *dp, const void *tag)
1432 {
1433         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, tag);
1434 }
1435
1436 boolean_t
1437 dsl_pool_config_held(dsl_pool_t *dp)
1438 {
1439         return (RRW_LOCK_HELD(&dp->dp_config_rwlock));
1440 }
1441
1442 boolean_t
1443 dsl_pool_config_held_writer(dsl_pool_t *dp)
1444 {
1445         return (RRW_WRITE_HELD(&dp->dp_config_rwlock));
1446 }
1447
1448 EXPORT_SYMBOL(dsl_pool_config_enter);
1449 EXPORT_SYMBOL(dsl_pool_config_exit);
1450
1451 /* zfs_dirty_data_max_percent only applied at module load in arc_init(). */
1452 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, dirty_data_max_percent, UINT, ZMOD_RD,
1453         "Max percent of RAM allowed to be dirty");
1454
1455 /* zfs_dirty_data_max_max_percent only applied at module load in arc_init(). */
1456 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, dirty_data_max_max_percent, UINT, ZMOD_RD,
1457         "zfs_dirty_data_max upper bound as % of RAM");
1458
1459 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, delay_min_dirty_percent, UINT, ZMOD_RW,
1460         "Transaction delay threshold");
1461
1462 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, dirty_data_max, U64, ZMOD_RW,
1463         "Determines the dirty space limit");
1464
1465 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, wrlog_data_max, U64, ZMOD_RW,
1466         "The size limit of write-transaction zil log data");
1467
1468 /* zfs_dirty_data_max_max only applied at module load in arc_init(). */
1469 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, dirty_data_max_max, U64, ZMOD_RD,
1470         "zfs_dirty_data_max upper bound in bytes");
1471
1472 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, dirty_data_sync_percent, UINT, ZMOD_RW,
1473         "Dirty data txg sync threshold as a percentage of zfs_dirty_data_max");
1474
1475 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, delay_scale, U64, ZMOD_RW,
1476         "How quickly delay approaches infinity");
1477
1478 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_zil, zfs_zil_, clean_taskq_nthr_pct, INT, ZMOD_RW,
1479         "Max percent of CPUs that are used per dp_sync_taskq");
1480
1481 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_zil, zfs_zil_, clean_taskq_minalloc, INT, ZMOD_RW,
1482         "Number of taskq entries that are pre-populated");
1483
1484 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_zil, zfs_zil_, clean_taskq_maxalloc, INT, ZMOD_RW,
1485         "Max number of taskq entries that are cached");