]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/contrib/openzfs/module/zfs/dsl_pool.c
libedit: import version of 2022-04-11
[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 http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2011, 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 unsigned long zfs_dirty_data_max = 0;
103 unsigned long zfs_dirty_data_max_max = 0;
104 int zfs_dirty_data_max_percent = 10;
105 int zfs_dirty_data_max_max_percent = 25;
106
107 /*
108  * zfs_wrlog_data_max, the upper limit of TX_WRITE log data.
109  * Once it is reached, write operation is blocked,
110  * until log data is cleared out after txg sync.
111  * It only counts TX_WRITE log with WR_COPIED or WR_NEED_COPY.
112  */
113 unsigned long zfs_wrlog_data_max = 0;
114
115 /*
116  * If there's at least this much dirty data (as a percentage of
117  * zfs_dirty_data_max), push out a txg.  This should be less than
118  * zfs_vdev_async_write_active_min_dirty_percent.
119  */
120 static int zfs_dirty_data_sync_percent = 20;
121
122 /*
123  * Once there is this amount of dirty data, the dmu_tx_delay() will kick in
124  * and delay each transaction.
125  * This value should be >= zfs_vdev_async_write_active_max_dirty_percent.
126  */
127 int zfs_delay_min_dirty_percent = 60;
128
129 /*
130  * This controls how quickly the delay approaches infinity.
131  * Larger values cause it to delay more for a given amount of dirty data.
132  * Therefore larger values will cause there to be less dirty data for a
133  * given throughput.
134  *
135  * For the smoothest delay, this value should be about 1 billion divided
136  * by the maximum number of operations per second.  This will smoothly
137  * handle between 10x and 1/10th this number.
138  *
139  * Note: zfs_delay_scale * zfs_dirty_data_max must be < 2^64, due to the
140  * multiply in dmu_tx_delay().
141  */
142 unsigned long zfs_delay_scale = 1000 * 1000 * 1000 / 2000;
143
144 /*
145  * This determines the number of threads used by the dp_sync_taskq.
146  */
147 static int zfs_sync_taskq_batch_pct = 75;
148
149 /*
150  * These tunables determine the behavior of how zil_itxg_clean() is
151  * called via zil_clean() in the context of spa_sync(). When an itxg
152  * list needs to be cleaned, TQ_NOSLEEP will be used when dispatching.
153  * If the dispatch fails, the call to zil_itxg_clean() will occur
154  * synchronously in the context of spa_sync(), which can negatively
155  * impact the performance of spa_sync() (e.g. in the case of the itxg
156  * list having a large number of itxs that needs to be cleaned).
157  *
158  * Thus, these tunables can be used to manipulate the behavior of the
159  * taskq used by zil_clean(); they determine the number of taskq entries
160  * that are pre-populated when the taskq is first created (via the
161  * "zfs_zil_clean_taskq_minalloc" tunable) and the maximum number of
162  * taskq entries that are cached after an on-demand allocation (via the
163  * "zfs_zil_clean_taskq_maxalloc").
164  *
165  * The idea being, we want to try reasonably hard to ensure there will
166  * already be a taskq entry pre-allocated by the time that it is needed
167  * by zil_clean(). This way, we can avoid the possibility of an
168  * on-demand allocation of a new taskq entry from failing, which would
169  * result in zil_itxg_clean() being called synchronously from zil_clean()
170  * (which can adversely affect performance of spa_sync()).
171  *
172  * Additionally, the number of threads used by the taskq can be
173  * configured via the "zfs_zil_clean_taskq_nthr_pct" tunable.
174  */
175 static int zfs_zil_clean_taskq_nthr_pct = 100;
176 static int zfs_zil_clean_taskq_minalloc = 1024;
177 static int zfs_zil_clean_taskq_maxalloc = 1024 * 1024;
178
179 int
180 dsl_pool_open_special_dir(dsl_pool_t *dp, const char *name, dsl_dir_t **ddp)
181 {
182         uint64_t obj;
183         int err;
184
185         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset,
186             dsl_dir_phys(dp->dp_root_dir)->dd_child_dir_zapobj,
187             name, sizeof (obj), 1, &obj);
188         if (err)
189                 return (err);
190
191         return (dsl_dir_hold_obj(dp, obj, name, dp, ddp));
192 }
193
194 static dsl_pool_t *
195 dsl_pool_open_impl(spa_t *spa, uint64_t txg)
196 {
197         dsl_pool_t *dp;
198         blkptr_t *bp = spa_get_rootblkptr(spa);
199
200         dp = kmem_zalloc(sizeof (dsl_pool_t), KM_SLEEP);
201         dp->dp_spa = spa;
202         dp->dp_meta_rootbp = *bp;
203         rrw_init(&dp->dp_config_rwlock, B_TRUE);
204         txg_init(dp, txg);
205         mmp_init(spa);
206
207         txg_list_create(&dp->dp_dirty_datasets, spa,
208             offsetof(dsl_dataset_t, ds_dirty_link));
209         txg_list_create(&dp->dp_dirty_zilogs, spa,
210             offsetof(zilog_t, zl_dirty_link));
211         txg_list_create(&dp->dp_dirty_dirs, spa,
212             offsetof(dsl_dir_t, dd_dirty_link));
213         txg_list_create(&dp->dp_sync_tasks, spa,
214             offsetof(dsl_sync_task_t, dst_node));
215         txg_list_create(&dp->dp_early_sync_tasks, spa,
216             offsetof(dsl_sync_task_t, dst_node));
217
218         dp->dp_sync_taskq = taskq_create("dp_sync_taskq",
219             zfs_sync_taskq_batch_pct, minclsyspri, 1, INT_MAX,
220             TASKQ_THREADS_CPU_PCT);
221
222         dp->dp_zil_clean_taskq = taskq_create("dp_zil_clean_taskq",
223             zfs_zil_clean_taskq_nthr_pct, minclsyspri,
224             zfs_zil_clean_taskq_minalloc,
225             zfs_zil_clean_taskq_maxalloc,
226             TASKQ_PREPOPULATE | TASKQ_THREADS_CPU_PCT);
227
228         mutex_init(&dp->dp_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
229         cv_init(&dp->dp_spaceavail_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
230
231         aggsum_init(&dp->dp_wrlog_total, 0);
232         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
233                 aggsum_init(&dp->dp_wrlog_pertxg[i], 0);
234         }
235
236         dp->dp_zrele_taskq = taskq_create("z_zrele", 100, defclsyspri,
237             boot_ncpus * 8, INT_MAX, TASKQ_PREPOPULATE | TASKQ_DYNAMIC |
238             TASKQ_THREADS_CPU_PCT);
239         dp->dp_unlinked_drain_taskq = taskq_create("z_unlinked_drain",
240             100, defclsyspri, boot_ncpus, INT_MAX,
241             TASKQ_PREPOPULATE | TASKQ_DYNAMIC | TASKQ_THREADS_CPU_PCT);
242
243         return (dp);
244 }
245
246 int
247 dsl_pool_init(spa_t *spa, uint64_t txg, dsl_pool_t **dpp)
248 {
249         int err;
250         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
251
252         /*
253          * Initialize the caller's dsl_pool_t structure before we actually open
254          * the meta objset.  This is done because a self-healing write zio may
255          * be issued as part of dmu_objset_open_impl() and the spa needs its
256          * dsl_pool_t initialized in order to handle the write.
257          */
258         *dpp = dp;
259
260         err = dmu_objset_open_impl(spa, NULL, &dp->dp_meta_rootbp,
261             &dp->dp_meta_objset);
262         if (err != 0) {
263                 dsl_pool_close(dp);
264                 *dpp = NULL;
265         }
266
267         return (err);
268 }
269
270 int
271 dsl_pool_open(dsl_pool_t *dp)
272 {
273         int err;
274         dsl_dir_t *dd;
275         dsl_dataset_t *ds;
276         uint64_t obj;
277
278         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
279         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
280             DMU_POOL_ROOT_DATASET, sizeof (uint64_t), 1,
281             &dp->dp_root_dir_obj);
282         if (err)
283                 goto out;
284
285         err = dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
286             NULL, dp, &dp->dp_root_dir);
287         if (err)
288                 goto out;
289
290         err = dsl_pool_open_special_dir(dp, MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir);
291         if (err)
292                 goto out;
293
294         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_ORIGIN) {
295                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, ORIGIN_DIR_NAME, &dd);
296                 if (err)
297                         goto out;
298                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
299                     dsl_dir_phys(dd)->dd_head_dataset_obj, FTAG, &ds);
300                 if (err == 0) {
301                         err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
302                             dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, dp,
303                             &dp->dp_origin_snap);
304                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
305                 }
306                 dsl_dir_rele(dd, dp);
307                 if (err)
308                         goto out;
309         }
310
311         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
312                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, FREE_DIR_NAME,
313                     &dp->dp_free_dir);
314                 if (err)
315                         goto out;
316
317                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
318                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
319                 if (err)
320                         goto out;
321                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
322                     dp->dp_meta_objset, obj));
323         }
324
325         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_OBSOLETE_COUNTS)) {
326                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
327                     DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
328                 if (err == 0) {
329                         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_obsolete_bpobj,
330                             dp->dp_meta_objset, obj));
331                 } else if (err == ENOENT) {
332                         /*
333                          * We might not have created the remap bpobj yet.
334                          */
335                         err = 0;
336                 } else {
337                         goto out;
338                 }
339         }
340
341         /*
342          * Note: errors ignored, because the these special dirs, used for
343          * space accounting, are only created on demand.
344          */
345         (void) dsl_pool_open_special_dir(dp, LEAK_DIR_NAME,
346             &dp->dp_leak_dir);
347
348         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_ASYNC_DESTROY)) {
349                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
350                     DMU_POOL_BPTREE_OBJ, sizeof (uint64_t), 1,
351                     &dp->dp_bptree_obj);
352                 if (err != 0)
353                         goto out;
354         }
355
356         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_EMPTY_BPOBJ)) {
357                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
358                     DMU_POOL_EMPTY_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1,
359                     &dp->dp_empty_bpobj);
360                 if (err != 0)
361                         goto out;
362         }
363
364         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
365             DMU_POOL_TMP_USERREFS, sizeof (uint64_t), 1,
366             &dp->dp_tmp_userrefs_obj);
367         if (err == ENOENT)
368                 err = 0;
369         if (err)
370                 goto out;
371
372         err = dsl_scan_init(dp, dp->dp_tx.tx_open_txg);
373
374 out:
375         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
376         return (err);
377 }
378
379 void
380 dsl_pool_close(dsl_pool_t *dp)
381 {
382         /*
383          * Drop our references from dsl_pool_open().
384          *
385          * Since we held the origin_snap from "syncing" context (which
386          * includes pool-opening context), it actually only got a "ref"
387          * and not a hold, so just drop that here.
388          */
389         if (dp->dp_origin_snap != NULL)
390                 dsl_dataset_rele(dp->dp_origin_snap, dp);
391         if (dp->dp_mos_dir != NULL)
392                 dsl_dir_rele(dp->dp_mos_dir, dp);
393         if (dp->dp_free_dir != NULL)
394                 dsl_dir_rele(dp->dp_free_dir, dp);
395         if (dp->dp_leak_dir != NULL)
396                 dsl_dir_rele(dp->dp_leak_dir, dp);
397         if (dp->dp_root_dir != NULL)
398                 dsl_dir_rele(dp->dp_root_dir, dp);
399
400         bpobj_close(&dp->dp_free_bpobj);
401         bpobj_close(&dp->dp_obsolete_bpobj);
402
403         /* undo the dmu_objset_open_impl(mos) from dsl_pool_open() */
404         if (dp->dp_meta_objset != NULL)
405                 dmu_objset_evict(dp->dp_meta_objset);
406
407         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_datasets);
408         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_zilogs);
409         txg_list_destroy(&dp->dp_sync_tasks);
410         txg_list_destroy(&dp->dp_early_sync_tasks);
411         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_dirs);
412
413         taskq_destroy(dp->dp_zil_clean_taskq);
414         taskq_destroy(dp->dp_sync_taskq);
415
416         /*
417          * We can't set retry to TRUE since we're explicitly specifying
418          * a spa to flush. This is good enough; any missed buffers for
419          * this spa won't cause trouble, and they'll eventually fall
420          * out of the ARC just like any other unused buffer.
421          */
422         arc_flush(dp->dp_spa, FALSE);
423
424         mmp_fini(dp->dp_spa);
425         txg_fini(dp);
426         dsl_scan_fini(dp);
427         dmu_buf_user_evict_wait();
428
429         rrw_destroy(&dp->dp_config_rwlock);
430         mutex_destroy(&dp->dp_lock);
431         cv_destroy(&dp->dp_spaceavail_cv);
432
433         ASSERT0(aggsum_value(&dp->dp_wrlog_total));
434         aggsum_fini(&dp->dp_wrlog_total);
435         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
436                 ASSERT0(aggsum_value(&dp->dp_wrlog_pertxg[i]));
437                 aggsum_fini(&dp->dp_wrlog_pertxg[i]);
438         }
439
440         taskq_destroy(dp->dp_unlinked_drain_taskq);
441         taskq_destroy(dp->dp_zrele_taskq);
442         if (dp->dp_blkstats != NULL) {
443                 mutex_destroy(&dp->dp_blkstats->zab_lock);
444                 vmem_free(dp->dp_blkstats, sizeof (zfs_all_blkstats_t));
445         }
446         kmem_free(dp, sizeof (dsl_pool_t));
447 }
448
449 void
450 dsl_pool_create_obsolete_bpobj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
451 {
452         uint64_t obj;
453         /*
454          * Currently, we only create the obsolete_bpobj where there are
455          * indirect vdevs with referenced mappings.
456          */
457         ASSERT(spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_DEVICE_REMOVAL));
458         /* create and open the obsolete_bpobj */
459         obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, tx);
460         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_obsolete_bpobj, dp->dp_meta_objset, obj));
461         VERIFY0(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
462             DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
463         spa_feature_incr(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_OBSOLETE_COUNTS, tx);
464 }
465
466 void
467 dsl_pool_destroy_obsolete_bpobj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
468 {
469         spa_feature_decr(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_OBSOLETE_COUNTS, tx);
470         VERIFY0(zap_remove(dp->dp_meta_objset,
471             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
472             DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ, tx));
473         bpobj_free(dp->dp_meta_objset,
474             dp->dp_obsolete_bpobj.bpo_object, tx);
475         bpobj_close(&dp->dp_obsolete_bpobj);
476 }
477
478 dsl_pool_t *
479 dsl_pool_create(spa_t *spa, nvlist_t *zplprops __attribute__((unused)),
480     dsl_crypto_params_t *dcp, uint64_t txg)
481 {
482         int err;
483         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
484         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
485 #ifdef _KERNEL
486         objset_t *os;
487 #else
488         objset_t *os __attribute__((unused));
489 #endif
490         dsl_dataset_t *ds;
491         uint64_t obj;
492
493         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
494
495         /* create and open the MOS (meta-objset) */
496         dp->dp_meta_objset = dmu_objset_create_impl(spa,
497             NULL, &dp->dp_meta_rootbp, DMU_OST_META, tx);
498         spa->spa_meta_objset = dp->dp_meta_objset;
499
500         /* create the pool directory */
501         err = zap_create_claim(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
502             DMU_OT_OBJECT_DIRECTORY, DMU_OT_NONE, 0, tx);
503         ASSERT0(err);
504
505         /* Initialize scan structures */
506         VERIFY0(dsl_scan_init(dp, txg));
507
508         /* create and open the root dir */
509         dp->dp_root_dir_obj = dsl_dir_create_sync(dp, NULL, NULL, tx);
510         VERIFY0(dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
511             NULL, dp, &dp->dp_root_dir));
512
513         /* create and open the meta-objset dir */
514         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, MOS_DIR_NAME, tx);
515         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
516             MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir));
517
518         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
519                 /* create and open the free dir */
520                 (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir,
521                     FREE_DIR_NAME, tx);
522                 VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
523                     FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
524
525                 /* create and open the free_bplist */
526                 obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, tx);
527                 VERIFY(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
528                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx) == 0);
529                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
530                     dp->dp_meta_objset, obj));
531         }
532
533         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DSL_SCRUB)
534                 dsl_pool_create_origin(dp, tx);
535
536         /*
537          * Some features may be needed when creating the root dataset, so we
538          * create the feature objects here.
539          */
540         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_FEATURES)
541                 spa_feature_create_zap_objects(spa, tx);
542
543         if (dcp != NULL && dcp->cp_crypt != ZIO_CRYPT_OFF &&
544             dcp->cp_crypt != ZIO_CRYPT_INHERIT)
545                 spa_feature_enable(spa, SPA_FEATURE_ENCRYPTION, tx);
546
547         /* create the root dataset */
548         obj = dsl_dataset_create_sync_dd(dp->dp_root_dir, NULL, dcp, 0, tx);
549
550         /* create the root objset */
551         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj_flags(dp, obj,
552             DS_HOLD_FLAG_DECRYPT, FTAG, &ds));
553         rrw_enter(&ds->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
554         os = dmu_objset_create_impl(dp->dp_spa, ds,
555             dsl_dataset_get_blkptr(ds), DMU_OST_ZFS, tx);
556         rrw_exit(&ds->ds_bp_rwlock, FTAG);
557 #ifdef _KERNEL
558         zfs_create_fs(os, kcred, zplprops, tx);
559 #endif
560         dsl_dataset_rele_flags(ds, DS_HOLD_FLAG_DECRYPT, FTAG);
561
562         dmu_tx_commit(tx);
563
564         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
565
566         return (dp);
567 }
568
569 /*
570  * Account for the meta-objset space in its placeholder dsl_dir.
571  */
572 void
573 dsl_pool_mos_diduse_space(dsl_pool_t *dp,
574     int64_t used, int64_t comp, int64_t uncomp)
575 {
576         ASSERT3U(comp, ==, uncomp); /* it's all metadata */
577         mutex_enter(&dp->dp_lock);
578         dp->dp_mos_used_delta += used;
579         dp->dp_mos_compressed_delta += comp;
580         dp->dp_mos_uncompressed_delta += uncomp;
581         mutex_exit(&dp->dp_lock);
582 }
583
584 static void
585 dsl_pool_sync_mos(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
586 {
587         zio_t *zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
588         dmu_objset_sync(dp->dp_meta_objset, zio, tx);
589         VERIFY0(zio_wait(zio));
590         dmu_objset_sync_done(dp->dp_meta_objset, tx);
591         taskq_wait(dp->dp_sync_taskq);
592         multilist_destroy(&dp->dp_meta_objset->os_synced_dnodes);
593
594         dprintf_bp(&dp->dp_meta_rootbp, "meta objset rootbp is %s", "");
595         spa_set_rootblkptr(dp->dp_spa, &dp->dp_meta_rootbp);
596 }
597
598 static void
599 dsl_pool_dirty_delta(dsl_pool_t *dp, int64_t delta)
600 {
601         ASSERT(MUTEX_HELD(&dp->dp_lock));
602
603         if (delta < 0)
604                 ASSERT3U(-delta, <=, dp->dp_dirty_total);
605
606         dp->dp_dirty_total += delta;
607
608         /*
609          * Note: we signal even when increasing dp_dirty_total.
610          * This ensures forward progress -- each thread wakes the next waiter.
611          */
612         if (dp->dp_dirty_total < zfs_dirty_data_max)
613                 cv_signal(&dp->dp_spaceavail_cv);
614 }
615
616 void
617 dsl_pool_wrlog_count(dsl_pool_t *dp, int64_t size, uint64_t txg)
618 {
619         ASSERT3S(size, >=, 0);
620
621         aggsum_add(&dp->dp_wrlog_pertxg[txg & TXG_MASK], size);
622         aggsum_add(&dp->dp_wrlog_total, size);
623
624         /* Choose a value slightly bigger than min dirty sync bytes */
625         uint64_t sync_min =
626             zfs_dirty_data_max * (zfs_dirty_data_sync_percent + 10) / 100;
627         if (aggsum_compare(&dp->dp_wrlog_pertxg[txg & TXG_MASK], sync_min) > 0)
628                 txg_kick(dp, txg);
629 }
630
631 boolean_t
632 dsl_pool_wrlog_over_max(dsl_pool_t *dp)
633 {
634         return (aggsum_compare(&dp->dp_wrlog_total, zfs_wrlog_data_max) > 0);
635 }
636
637 static void
638 dsl_pool_wrlog_clear(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
639 {
640         int64_t delta;
641         delta = -(int64_t)aggsum_value(&dp->dp_wrlog_pertxg[txg & TXG_MASK]);
642         aggsum_add(&dp->dp_wrlog_pertxg[txg & TXG_MASK], delta);
643         aggsum_add(&dp->dp_wrlog_total, delta);
644 }
645
646 #ifdef ZFS_DEBUG
647 static boolean_t
648 dsl_early_sync_task_verify(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
649 {
650         spa_t *spa = dp->dp_spa;
651         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
652
653         for (uint64_t c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
654                 vdev_t *vd = rvd->vdev_child[c];
655                 txg_list_t *tl = &vd->vdev_ms_list;
656                 metaslab_t *ms;
657
658                 for (ms = txg_list_head(tl, TXG_CLEAN(txg)); ms;
659                     ms = txg_list_next(tl, ms, TXG_CLEAN(txg))) {
660                         VERIFY(range_tree_is_empty(ms->ms_freeing));
661                         VERIFY(range_tree_is_empty(ms->ms_checkpointing));
662                 }
663         }
664
665         return (B_TRUE);
666 }
667 #else
668 #define dsl_early_sync_task_verify(dp, txg) \
669         ((void) sizeof (dp), (void) sizeof (txg), B_TRUE)
670 #endif
671
672 void
673 dsl_pool_sync(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
674 {
675         zio_t *zio;
676         dmu_tx_t *tx;
677         dsl_dir_t *dd;
678         dsl_dataset_t *ds;
679         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
680         list_t synced_datasets;
681
682         list_create(&synced_datasets, sizeof (dsl_dataset_t),
683             offsetof(dsl_dataset_t, ds_synced_link));
684
685         tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
686
687         /*
688          * Run all early sync tasks before writing out any dirty blocks.
689          * For more info on early sync tasks see block comment in
690          * dsl_early_sync_task().
691          */
692         if (!txg_list_empty(&dp->dp_early_sync_tasks, txg)) {
693                 dsl_sync_task_t *dst;
694
695                 ASSERT3U(spa_sync_pass(dp->dp_spa), ==, 1);
696                 while ((dst =
697                     txg_list_remove(&dp->dp_early_sync_tasks, txg)) != NULL) {
698                         ASSERT(dsl_early_sync_task_verify(dp, txg));
699                         dsl_sync_task_sync(dst, tx);
700                 }
701                 ASSERT(dsl_early_sync_task_verify(dp, txg));
702         }
703
704         /*
705          * Write out all dirty blocks of dirty datasets.
706          */
707         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
708         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) != NULL) {
709                 /*
710                  * We must not sync any non-MOS datasets twice, because
711                  * we may have taken a snapshot of them.  However, we
712                  * may sync newly-created datasets on pass 2.
713                  */
714                 ASSERT(!list_link_active(&ds->ds_synced_link));
715                 list_insert_tail(&synced_datasets, ds);
716                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
717         }
718         VERIFY0(zio_wait(zio));
719
720         /*
721          * Update the long range free counter after
722          * we're done syncing user data
723          */
724         mutex_enter(&dp->dp_lock);
725         ASSERT(spa_sync_pass(dp->dp_spa) == 1 ||
726             dp->dp_long_free_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] == 0);
727         dp->dp_long_free_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] = 0;
728         mutex_exit(&dp->dp_lock);
729
730         /*
731          * After the data blocks have been written (ensured by the zio_wait()
732          * above), update the user/group/project space accounting.  This happens
733          * in tasks dispatched to dp_sync_taskq, so wait for them before
734          * continuing.
735          */
736         for (ds = list_head(&synced_datasets); ds != NULL;
737             ds = list_next(&synced_datasets, ds)) {
738                 dmu_objset_sync_done(ds->ds_objset, tx);
739         }
740         taskq_wait(dp->dp_sync_taskq);
741
742         /*
743          * Sync the datasets again to push out the changes due to
744          * userspace updates.  This must be done before we process the
745          * sync tasks, so that any snapshots will have the correct
746          * user accounting information (and we won't get confused
747          * about which blocks are part of the snapshot).
748          */
749         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
750         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) != NULL) {
751                 objset_t *os = ds->ds_objset;
752
753                 ASSERT(list_link_active(&ds->ds_synced_link));
754                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
755                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
756
757                 /*
758                  * Release any key mappings created by calls to
759                  * dsl_dataset_dirty() from the userquota accounting
760                  * code paths.
761                  */
762                 if (os->os_encrypted && !os->os_raw_receive &&
763                     !os->os_next_write_raw[txg & TXG_MASK]) {
764                         ASSERT3P(ds->ds_key_mapping, !=, NULL);
765                         key_mapping_rele(dp->dp_spa, ds->ds_key_mapping, ds);
766                 }
767         }
768         VERIFY0(zio_wait(zio));
769
770         /*
771          * Now that the datasets have been completely synced, we can
772          * clean up our in-memory structures accumulated while syncing:
773          *
774          *  - move dead blocks from the pending deadlist and livelists
775          *    to the on-disk versions
776          *  - release hold from dsl_dataset_dirty()
777          *  - release key mapping hold from dsl_dataset_dirty()
778          */
779         while ((ds = list_remove_head(&synced_datasets)) != NULL) {
780                 objset_t *os = ds->ds_objset;
781
782                 if (os->os_encrypted && !os->os_raw_receive &&
783                     !os->os_next_write_raw[txg & TXG_MASK]) {
784                         ASSERT3P(ds->ds_key_mapping, !=, NULL);
785                         key_mapping_rele(dp->dp_spa, ds->ds_key_mapping, ds);
786                 }
787
788                 dsl_dataset_sync_done(ds, tx);
789         }
790
791         while ((dd = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_dirs, txg)) != NULL) {
792                 dsl_dir_sync(dd, tx);
793         }
794
795         /*
796          * The MOS's space is accounted for in the pool/$MOS
797          * (dp_mos_dir).  We can't modify the mos while we're syncing
798          * it, so we remember the deltas and apply them here.
799          */
800         if (dp->dp_mos_used_delta != 0 || dp->dp_mos_compressed_delta != 0 ||
801             dp->dp_mos_uncompressed_delta != 0) {
802                 dsl_dir_diduse_space(dp->dp_mos_dir, DD_USED_HEAD,
803                     dp->dp_mos_used_delta,
804                     dp->dp_mos_compressed_delta,
805                     dp->dp_mos_uncompressed_delta, tx);
806                 dp->dp_mos_used_delta = 0;
807                 dp->dp_mos_compressed_delta = 0;
808                 dp->dp_mos_uncompressed_delta = 0;
809         }
810
811         if (dmu_objset_is_dirty(mos, txg)) {
812                 dsl_pool_sync_mos(dp, tx);
813         }
814
815         /*
816          * We have written all of the accounted dirty data, so our
817          * dp_space_towrite should now be zero. However, some seldom-used
818          * code paths do not adhere to this (e.g. dbuf_undirty()). Shore up
819          * the accounting of any dirtied space now.
820          *
821          * Note that, besides any dirty data from datasets, the amount of
822          * dirty data in the MOS is also accounted by the pool. Therefore,
823          * we want to do this cleanup after dsl_pool_sync_mos() so we don't
824          * attempt to update the accounting for the same dirty data twice.
825          * (i.e. at this point we only update the accounting for the space
826          * that we know that we "leaked").
827          */
828         dsl_pool_undirty_space(dp, dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK], txg);
829
830         /*
831          * If we modify a dataset in the same txg that we want to destroy it,
832          * its dsl_dir's dd_dbuf will be dirty, and thus have a hold on it.
833          * dsl_dir_destroy_check() will fail if there are unexpected holds.
834          * Therefore, we want to sync the MOS (thus syncing the dd_dbuf
835          * and clearing the hold on it) before we process the sync_tasks.
836          * The MOS data dirtied by the sync_tasks will be synced on the next
837          * pass.
838          */
839         if (!txg_list_empty(&dp->dp_sync_tasks, txg)) {
840                 dsl_sync_task_t *dst;
841                 /*
842                  * No more sync tasks should have been added while we
843                  * were syncing.
844                  */
845                 ASSERT3U(spa_sync_pass(dp->dp_spa), ==, 1);
846                 while ((dst = txg_list_remove(&dp->dp_sync_tasks, txg)) != NULL)
847                         dsl_sync_task_sync(dst, tx);
848         }
849
850         dmu_tx_commit(tx);
851
852         DTRACE_PROBE2(dsl_pool_sync__done, dsl_pool_t *dp, dp, uint64_t, txg);
853 }
854
855 void
856 dsl_pool_sync_done(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
857 {
858         zilog_t *zilog;
859
860         while ((zilog = txg_list_head(&dp->dp_dirty_zilogs, txg))) {
861                 dsl_dataset_t *ds = dmu_objset_ds(zilog->zl_os);
862                 /*
863                  * We don't remove the zilog from the dp_dirty_zilogs
864                  * list until after we've cleaned it. This ensures that
865                  * callers of zilog_is_dirty() receive an accurate
866                  * answer when they are racing with the spa sync thread.
867                  */
868                 zil_clean(zilog, txg);
869                 (void) txg_list_remove_this(&dp->dp_dirty_zilogs, zilog, txg);
870                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(zilog->zl_os, txg));
871                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, zilog);
872         }
873
874         dsl_pool_wrlog_clear(dp, txg);
875
876         ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(dp->dp_meta_objset, txg));
877 }
878
879 /*
880  * TRUE if the current thread is the tx_sync_thread or if we
881  * are being called from SPA context during pool initialization.
882  */
883 int
884 dsl_pool_sync_context(dsl_pool_t *dp)
885 {
886         return (curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread ||
887             spa_is_initializing(dp->dp_spa) ||
888             taskq_member(dp->dp_sync_taskq, curthread));
889 }
890
891 /*
892  * This function returns the amount of allocatable space in the pool
893  * minus whatever space is currently reserved by ZFS for specific
894  * purposes. Specifically:
895  *
896  * 1] Any reserved SLOP space
897  * 2] Any space used by the checkpoint
898  * 3] Any space used for deferred frees
899  *
900  * The latter 2 are especially important because they are needed to
901  * rectify the SPA's and DMU's different understanding of how much space
902  * is used. Now the DMU is aware of that extra space tracked by the SPA
903  * without having to maintain a separate special dir (e.g similar to
904  * $MOS, $FREEING, and $LEAKED).
905  *
906  * Note: By deferred frees here, we mean the frees that were deferred
907  * in spa_sync() after sync pass 1 (spa_deferred_bpobj), and not the
908  * segments placed in ms_defer trees during metaslab_sync_done().
909  */
910 uint64_t
911 dsl_pool_adjustedsize(dsl_pool_t *dp, zfs_space_check_t slop_policy)
912 {
913         spa_t *spa = dp->dp_spa;
914         uint64_t space, resv, adjustedsize;
915         uint64_t spa_deferred_frees =
916             spa->spa_deferred_bpobj.bpo_phys->bpo_bytes;
917
918         space = spa_get_dspace(spa)
919             - spa_get_checkpoint_space(spa) - spa_deferred_frees;
920         resv = spa_get_slop_space(spa);
921
922         switch (slop_policy) {
923         case ZFS_SPACE_CHECK_NORMAL:
924                 break;
925         case ZFS_SPACE_CHECK_RESERVED:
926                 resv >>= 1;
927                 break;
928         case ZFS_SPACE_CHECK_EXTRA_RESERVED:
929                 resv >>= 2;
930                 break;
931         case ZFS_SPACE_CHECK_NONE:
932                 resv = 0;
933                 break;
934         default:
935                 panic("invalid slop policy value: %d", slop_policy);
936                 break;
937         }
938         adjustedsize = (space >= resv) ? (space - resv) : 0;
939
940         return (adjustedsize);
941 }
942
943 uint64_t
944 dsl_pool_unreserved_space(dsl_pool_t *dp, zfs_space_check_t slop_policy)
945 {
946         uint64_t poolsize = dsl_pool_adjustedsize(dp, slop_policy);
947         uint64_t deferred =
948             metaslab_class_get_deferred(spa_normal_class(dp->dp_spa));
949         uint64_t quota = (poolsize >= deferred) ? (poolsize - deferred) : 0;
950         return (quota);
951 }
952
953 uint64_t
954 dsl_pool_deferred_space(dsl_pool_t *dp)
955 {
956         return (metaslab_class_get_deferred(spa_normal_class(dp->dp_spa)));
957 }
958
959 boolean_t
960 dsl_pool_need_dirty_delay(dsl_pool_t *dp)
961 {
962         uint64_t delay_min_bytes =
963             zfs_dirty_data_max * zfs_delay_min_dirty_percent / 100;
964
965         mutex_enter(&dp->dp_lock);
966         uint64_t dirty = dp->dp_dirty_total;
967         mutex_exit(&dp->dp_lock);
968
969         return (dirty > delay_min_bytes);
970 }
971
972 static boolean_t
973 dsl_pool_need_dirty_sync(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
974 {
975         ASSERT(MUTEX_HELD(&dp->dp_lock));
976
977         uint64_t dirty_min_bytes =
978             zfs_dirty_data_max * zfs_dirty_data_sync_percent / 100;
979         uint64_t dirty = dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK];
980
981         return (dirty > dirty_min_bytes);
982 }
983
984 void
985 dsl_pool_dirty_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
986 {
987         if (space > 0) {
988                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
989                 dp->dp_dirty_pertxg[tx->tx_txg & TXG_MASK] += space;
990                 dsl_pool_dirty_delta(dp, space);
991                 boolean_t needsync = !dmu_tx_is_syncing(tx) &&
992                     dsl_pool_need_dirty_sync(dp, tx->tx_txg);
993                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
994
995                 if (needsync)
996                         txg_kick(dp, tx->tx_txg);
997         }
998 }
999
1000 void
1001 dsl_pool_undirty_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, uint64_t txg)
1002 {
1003         ASSERT3S(space, >=, 0);
1004         if (space == 0)
1005                 return;
1006
1007         mutex_enter(&dp->dp_lock);
1008         if (dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] < space) {
1009                 /* XXX writing something we didn't dirty? */
1010                 space = dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK];
1011         }
1012         ASSERT3U(dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK], >=, space);
1013         dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] -= space;
1014         ASSERT3U(dp->dp_dirty_total, >=, space);
1015         dsl_pool_dirty_delta(dp, -space);
1016         mutex_exit(&dp->dp_lock);
1017 }
1018
1019 static int
1020 upgrade_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *hds, void *arg)
1021 {
1022         dmu_tx_t *tx = arg;
1023         dsl_dataset_t *ds, *prev = NULL;
1024         int err;
1025
1026         err = dsl_dataset_hold_obj(dp, hds->ds_object, FTAG, &ds);
1027         if (err)
1028                 return (err);
1029
1030         while (dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj != 0) {
1031                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
1032                     dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, FTAG, &prev);
1033                 if (err) {
1034                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1035                         return (err);
1036                 }
1037
1038                 if (dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_snap_obj != ds->ds_object)
1039                         break;
1040                 dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1041                 ds = prev;
1042                 prev = NULL;
1043         }
1044
1045         if (prev == NULL) {
1046                 prev = dp->dp_origin_snap;
1047
1048                 /*
1049                  * The $ORIGIN can't have any data, or the accounting
1050                  * will be wrong.
1051                  */
1052                 rrw_enter(&ds->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
1053                 ASSERT0(dsl_dataset_phys(prev)->ds_bp.blk_birth);
1054                 rrw_exit(&ds->ds_bp_rwlock, FTAG);
1055
1056                 /* The origin doesn't get attached to itself */
1057                 if (ds->ds_object == prev->ds_object) {
1058                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1059                         return (0);
1060                 }
1061
1062                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dbuf, tx);
1063                 dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj = prev->ds_object;
1064                 dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_txg =
1065                     dsl_dataset_phys(prev)->ds_creation_txg;
1066
1067                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dir->dd_dbuf, tx);
1068                 dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj = prev->ds_object;
1069
1070                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
1071                 dsl_dataset_phys(prev)->ds_num_children++;
1072
1073                 if (dsl_dataset_phys(ds)->ds_next_snap_obj == 0) {
1074                         ASSERT(ds->ds_prev == NULL);
1075                         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
1076                             dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj,
1077                             ds, &ds->ds_prev));
1078                 }
1079         }
1080
1081         ASSERT3U(dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj, ==, prev->ds_object);
1082         ASSERT3U(dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, ==, prev->ds_object);
1083
1084         if (dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_clones_obj == 0) {
1085                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
1086                 dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_clones_obj =
1087                     zap_create(dp->dp_meta_objset,
1088                     DMU_OT_NEXT_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
1089         }
1090         VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
1091             dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_clones_obj, ds->ds_object, tx));
1092
1093         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1094         if (prev != dp->dp_origin_snap)
1095                 dsl_dataset_rele(prev, FTAG);
1096         return (0);
1097 }
1098
1099 void
1100 dsl_pool_upgrade_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1101 {
1102         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1103         ASSERT(dp->dp_origin_snap != NULL);
1104
1105         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj, upgrade_clones_cb,
1106             tx, DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SERIALIZE));
1107 }
1108
1109 static int
1110 upgrade_dir_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *ds, void *arg)
1111 {
1112         dmu_tx_t *tx = arg;
1113         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1114
1115         if (dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj != 0) {
1116                 dsl_dataset_t *origin;
1117
1118                 VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
1119                     dsl_dir_phys(ds->ds_dir)->dd_origin_obj, FTAG, &origin));
1120
1121                 if (dsl_dir_phys(origin->ds_dir)->dd_clones == 0) {
1122                         dmu_buf_will_dirty(origin->ds_dir->dd_dbuf, tx);
1123                         dsl_dir_phys(origin->ds_dir)->dd_clones =
1124                             zap_create(mos, DMU_OT_DSL_CLONES, DMU_OT_NONE,
1125                             0, tx);
1126                 }
1127
1128                 VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
1129                     dsl_dir_phys(origin->ds_dir)->dd_clones,
1130                     ds->ds_object, tx));
1131
1132                 dsl_dataset_rele(origin, FTAG);
1133         }
1134         return (0);
1135 }
1136
1137 void
1138 dsl_pool_upgrade_dir_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1139 {
1140         uint64_t obj;
1141
1142         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1143
1144         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, FREE_DIR_NAME, tx);
1145         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
1146             FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
1147
1148         /*
1149          * We can't use bpobj_alloc(), because spa_version() still
1150          * returns the old version, and we need a new-version bpobj with
1151          * subobj support.  So call dmu_object_alloc() directly.
1152          */
1153         obj = dmu_object_alloc(dp->dp_meta_objset, DMU_OT_BPOBJ,
1154             SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE, DMU_OT_BPOBJ_HDR, sizeof (bpobj_phys_t), tx);
1155         VERIFY0(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
1156             DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
1157         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj, dp->dp_meta_objset, obj));
1158
1159         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj,
1160             upgrade_dir_clones_cb, tx, DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SERIALIZE));
1161 }
1162
1163 void
1164 dsl_pool_create_origin(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1165 {
1166         uint64_t dsobj;
1167         dsl_dataset_t *ds;
1168
1169         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1170         ASSERT(dp->dp_origin_snap == NULL);
1171         ASSERT(rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER));
1172
1173         /* create the origin dir, ds, & snap-ds */
1174         dsobj = dsl_dataset_create_sync(dp->dp_root_dir, ORIGIN_DIR_NAME,
1175             NULL, 0, kcred, NULL, tx);
1176         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
1177         dsl_dataset_snapshot_sync_impl(ds, ORIGIN_DIR_NAME, tx);
1178         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj,
1179             dp, &dp->dp_origin_snap));
1180         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1181 }
1182
1183 taskq_t *
1184 dsl_pool_zrele_taskq(dsl_pool_t *dp)
1185 {
1186         return (dp->dp_zrele_taskq);
1187 }
1188
1189 taskq_t *
1190 dsl_pool_unlinked_drain_taskq(dsl_pool_t *dp)
1191 {
1192         return (dp->dp_unlinked_drain_taskq);
1193 }
1194
1195 /*
1196  * Walk through the pool-wide zap object of temporary snapshot user holds
1197  * and release them.
1198  */
1199 void
1200 dsl_pool_clean_tmp_userrefs(dsl_pool_t *dp)
1201 {
1202         zap_attribute_t za;
1203         zap_cursor_t zc;
1204         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1205         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1206         nvlist_t *holds;
1207
1208         if (zapobj == 0)
1209                 return;
1210         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
1211
1212         holds = fnvlist_alloc();
1213
1214         for (zap_cursor_init(&zc, mos, zapobj);
1215             zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0;
1216             zap_cursor_advance(&zc)) {
1217                 char *htag;
1218                 nvlist_t *tags;
1219
1220                 htag = strchr(za.za_name, '-');
1221                 *htag = '\0';
1222                 ++htag;
1223                 if (nvlist_lookup_nvlist(holds, za.za_name, &tags) != 0) {
1224                         tags = fnvlist_alloc();
1225                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
1226                         fnvlist_add_nvlist(holds, za.za_name, tags);
1227                         fnvlist_free(tags);
1228                 } else {
1229                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
1230                 }
1231         }
1232         dsl_dataset_user_release_tmp(dp, holds);
1233         fnvlist_free(holds);
1234         zap_cursor_fini(&zc);
1235 }
1236
1237 /*
1238  * Create the pool-wide zap object for storing temporary snapshot holds.
1239  */
1240 static void
1241 dsl_pool_user_hold_create_obj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1242 {
1243         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1244
1245         ASSERT(dp->dp_tmp_userrefs_obj == 0);
1246         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1247
1248         dp->dp_tmp_userrefs_obj = zap_create_link(mos, DMU_OT_USERREFS,
1249             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT, DMU_POOL_TMP_USERREFS, tx);
1250 }
1251
1252 static int
1253 dsl_pool_user_hold_rele_impl(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj,
1254     const char *tag, uint64_t now, dmu_tx_t *tx, boolean_t holding)
1255 {
1256         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1257         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1258         char *name;
1259         int error;
1260
1261         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
1262         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1263
1264         /*
1265          * If the pool was created prior to SPA_VERSION_USERREFS, the
1266          * zap object for temporary holds might not exist yet.
1267          */
1268         if (zapobj == 0) {
1269                 if (holding) {
1270                         dsl_pool_user_hold_create_obj(dp, tx);
1271                         zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1272                 } else {
1273                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1274                 }
1275         }
1276
1277         name = kmem_asprintf("%llx-%s", (u_longlong_t)dsobj, tag);
1278         if (holding)
1279                 error = zap_add(mos, zapobj, name, 8, 1, &now, tx);
1280         else
1281                 error = zap_remove(mos, zapobj, name, tx);
1282         kmem_strfree(name);
1283
1284         return (error);
1285 }
1286
1287 /*
1288  * Add a temporary hold for the given dataset object and tag.
1289  */
1290 int
1291 dsl_pool_user_hold(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1292     uint64_t now, dmu_tx_t *tx)
1293 {
1294         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, now, tx, B_TRUE));
1295 }
1296
1297 /*
1298  * Release a temporary hold for the given dataset object and tag.
1299  */
1300 int
1301 dsl_pool_user_release(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1302     dmu_tx_t *tx)
1303 {
1304         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, 0,
1305             tx, B_FALSE));
1306 }
1307
1308 /*
1309  * DSL Pool Configuration Lock
1310  *
1311  * The dp_config_rwlock protects against changes to DSL state (e.g. dataset
1312  * creation / destruction / rename / property setting).  It must be held for
1313  * read to hold a dataset or dsl_dir.  I.e. you must call
1314  * dsl_pool_config_enter() or dsl_pool_hold() before calling
1315  * dsl_{dataset,dir}_hold{_obj}.  In most circumstances, the dp_config_rwlock
1316  * must be held continuously until all datasets and dsl_dirs are released.
1317  *
1318  * The only exception to this rule is that if a "long hold" is placed on
1319  * a dataset, then the dp_config_rwlock may be dropped while the dataset
1320  * is still held.  The long hold will prevent the dataset from being
1321  * destroyed -- the destroy will fail with EBUSY.  A long hold can be
1322  * obtained by calling dsl_dataset_long_hold(), or by "owning" a dataset
1323  * (by calling dsl_{dataset,objset}_{try}own{_obj}).
1324  *
1325  * Legitimate long-holders (including owners) should be long-running, cancelable
1326  * tasks that should cause "zfs destroy" to fail.  This includes DMU
1327  * consumers (i.e. a ZPL filesystem being mounted or ZVOL being open),
1328  * "zfs send", and "zfs diff".  There are several other long-holders whose
1329  * uses are suboptimal (e.g. "zfs promote", and zil_suspend()).
1330  *
1331  * The usual formula for long-holding would be:
1332  * dsl_pool_hold()
1333  * dsl_dataset_hold()
1334  * ... perform checks ...
1335  * dsl_dataset_long_hold()
1336  * dsl_pool_rele()
1337  * ... perform long-running task ...
1338  * dsl_dataset_long_rele()
1339  * dsl_dataset_rele()
1340  *
1341  * Note that when the long hold is released, the dataset is still held but
1342  * the pool is not held.  The dataset may change arbitrarily during this time
1343  * (e.g. it could be destroyed).  Therefore you shouldn't do anything to the
1344  * dataset except release it.
1345  *
1346  * Operations generally fall somewhere into the following taxonomy:
1347  *
1348  *                              Read-Only             Modifying
1349  *
1350  *    Dataset Layer / MOS        zfs get             zfs destroy
1351  *
1352  *     Individual Dataset         read()                write()
1353  *
1354  *
1355  * Dataset Layer Operations
1356  *
1357  * Modifying operations should generally use dsl_sync_task().  The synctask
1358  * infrastructure enforces proper locking strategy with respect to the
1359  * dp_config_rwlock.  See the comment above dsl_sync_task() for details.
1360  *
1361  * Read-only operations will manually hold the pool, then the dataset, obtain
1362  * information from the dataset, then release the pool and dataset.
1363  * dmu_objset_{hold,rele}() are convenience routines that also do the pool
1364  * hold/rele.
1365  *
1366  *
1367  * Operations On Individual Datasets
1368  *
1369  * Objects _within_ an objset should only be modified by the current 'owner'
1370  * of the objset to prevent incorrect concurrent modification. Thus, use
1371  * {dmu_objset,dsl_dataset}_own to mark some entity as the current owner,
1372  * and fail with EBUSY if there is already an owner. The owner can then
1373  * implement its own locking strategy, independent of the dataset layer's
1374  * locking infrastructure.
1375  * (E.g., the ZPL has its own set of locks to control concurrency. A regular
1376  *  vnop will not reach into the dataset layer).
1377  *
1378  * Ideally, objects would also only be read by the objset’s owner, so that we
1379  * don’t observe state mid-modification.
1380  * (E.g. the ZPL is creating a new object and linking it into a directory; if
1381  * you don’t coordinate with the ZPL to hold ZPL-level locks, you could see an
1382  * intermediate state.  The ioctl level violates this but in pretty benign
1383  * ways, e.g. reading the zpl props object.)
1384  */
1385
1386 int
1387 dsl_pool_hold(const char *name, void *tag, dsl_pool_t **dp)
1388 {
1389         spa_t *spa;
1390         int error;
1391
1392         error = spa_open(name, &spa, tag);
1393         if (error == 0) {
1394                 *dp = spa_get_dsl(spa);
1395                 dsl_pool_config_enter(*dp, tag);
1396         }
1397         return (error);
1398 }
1399
1400 void
1401 dsl_pool_rele(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1402 {
1403         dsl_pool_config_exit(dp, tag);
1404         spa_close(dp->dp_spa, tag);
1405 }
1406
1407 void
1408 dsl_pool_config_enter(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1409 {
1410         /*
1411          * We use a "reentrant" reader-writer lock, but not reentrantly.
1412          *
1413          * The rrwlock can (with the track_all flag) track all reading threads,
1414          * which is very useful for debugging which code path failed to release
1415          * the lock, and for verifying that the *current* thread does hold
1416          * the lock.
1417          *
1418          * (Unlike a rwlock, which knows that N threads hold it for
1419          * read, but not *which* threads, so rw_held(RW_READER) returns TRUE
1420          * if any thread holds it for read, even if this thread doesn't).
1421          */
1422         ASSERT(!rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER));
1423         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER, tag);
1424 }
1425
1426 void
1427 dsl_pool_config_enter_prio(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1428 {
1429         ASSERT(!rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER));
1430         rrw_enter_read_prio(&dp->dp_config_rwlock, tag);
1431 }
1432
1433 void
1434 dsl_pool_config_exit(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1435 {
1436         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, tag);
1437 }
1438
1439 boolean_t
1440 dsl_pool_config_held(dsl_pool_t *dp)
1441 {
1442         return (RRW_LOCK_HELD(&dp->dp_config_rwlock));
1443 }
1444
1445 boolean_t
1446 dsl_pool_config_held_writer(dsl_pool_t *dp)
1447 {
1448         return (RRW_WRITE_HELD(&dp->dp_config_rwlock));
1449 }
1450
1451 EXPORT_SYMBOL(dsl_pool_config_enter);
1452 EXPORT_SYMBOL(dsl_pool_config_exit);
1453
1454 /* zfs_dirty_data_max_percent only applied at module load in arc_init(). */
1455 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, dirty_data_max_percent, INT, ZMOD_RD,
1456         "Max percent of RAM allowed to be dirty");
1457
1458 /* zfs_dirty_data_max_max_percent only applied at module load in arc_init(). */
1459 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, dirty_data_max_max_percent, INT, ZMOD_RD,
1460         "zfs_dirty_data_max upper bound as % of RAM");
1461
1462 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, delay_min_dirty_percent, INT, ZMOD_RW,
1463         "Transaction delay threshold");
1464
1465 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, dirty_data_max, ULONG, ZMOD_RW,
1466         "Determines the dirty space limit");
1467
1468 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, wrlog_data_max, ULONG, ZMOD_RW,
1469         "The size limit of write-transaction zil log data");
1470
1471 /* zfs_dirty_data_max_max only applied at module load in arc_init(). */
1472 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, dirty_data_max_max, ULONG, ZMOD_RD,
1473         "zfs_dirty_data_max upper bound in bytes");
1474
1475 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, dirty_data_sync_percent, INT, ZMOD_RW,
1476         "Dirty data txg sync threshold as a percentage of zfs_dirty_data_max");
1477
1478 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, delay_scale, ULONG, ZMOD_RW,
1479         "How quickly delay approaches infinity");
1480
1481 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, sync_taskq_batch_pct, INT, ZMOD_RW,
1482         "Max percent of CPUs that are used to sync dirty data");
1483
1484 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_zil, zfs_zil_, clean_taskq_nthr_pct, INT, ZMOD_RW,
1485         "Max percent of CPUs that are used per dp_sync_taskq");
1486
1487 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_zil, zfs_zil_, clean_taskq_minalloc, INT, ZMOD_RW,
1488         "Number of taskq entries that are pre-populated");
1489
1490 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_zil, zfs_zil_, clean_taskq_maxalloc, INT, ZMOD_RW,
1491         "Max number of taskq entries that are cached");