sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dsl_pool.c

   1 /*
   2  * CDDL HEADER START
   3  *
   4  * The contents of this file are subject to the terms of the
   5  * Common Development and Distribution License (the "License").
   6  * You may not use this file except in compliance with the License.
   7  *
   8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
   9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
  10  * See the License for the specific language governing permissions
  11  * and limitations under the License.
  12  *
  13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
  14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
  15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
  16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
  17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
  18  *
  19  * CDDL HEADER END
  20  */
  21 /*
  22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  23  * Copyright (c) 2013 by Delphix. All rights reserved.
  24  * Copyright (c) 2013 Steven Hartland. All rights reserved.
  25  */
  26
  27 #include <sys/dsl_pool.h>
  28 #include <sys/dsl_dataset.h>
  29 #include <sys/dsl_prop.h>
  30 #include <sys/dsl_dir.h>
  31 #include <sys/dsl_synctask.h>
  32 #include <sys/dsl_scan.h>
  33 #include <sys/dnode.h>
  34 #include <sys/dmu_tx.h>
  35 #include <sys/dmu_objset.h>
  36 #include <sys/arc.h>
  37 #include <sys/zap.h>
  38 #include <sys/zio.h>
  39 #include <sys/zfs_context.h>
  40 #include <sys/fs/zfs.h>
  41 #include <sys/zfs_znode.h>
  42 #include <sys/spa_impl.h>
  43 #include <sys/dsl_deadlist.h>
  44 #include <sys/bptree.h>
  45 #include <sys/zfeature.h>
  46 #include <sys/zil_impl.h>
  47 #include <sys/dsl_userhold.h>
  48
  49 int zfs_no_write_throttle = 0;
  50 int zfs_write_limit_shift = 3;                  /* 1/8th of physical memory */
  51 int zfs_txg_synctime_ms = 1000;         /* target millisecs to sync a txg */
  52
  53 uint64_t zfs_write_limit_min = 32 << 20;        /* min write limit is 32MB */
  54 uint64_t zfs_write_limit_max = 0;               /* max data payload per txg */
  55 uint64_t zfs_write_limit_inflated = 0;
  56 uint64_t zfs_write_limit_override = 0;
  57
  58 kmutex_t zfs_write_limit_lock;
  59
  60 static pgcnt_t old_physmem = 0;
  61
  62 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
  63 TUNABLE_INT("vfs.zfs.no_write_throttle", &zfs_no_write_throttle);
  64 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, no_write_throttle, CTLFLAG_RDTUN,
  65     &zfs_no_write_throttle, 0, "");
  66 TUNABLE_INT("vfs.zfs.write_limit_shift", &zfs_write_limit_shift);
  67 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, write_limit_shift, CTLFLAG_RDTUN,
  68     &zfs_write_limit_shift, 0, "2^N of physical memory");
  69 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs_txg);
  70 TUNABLE_INT("vfs.zfs.txg.synctime_ms", &zfs_txg_synctime_ms);
  71 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_txg, OID_AUTO, synctime_ms, CTLFLAG_RDTUN,
  72     &zfs_txg_synctime_ms, 0, "Target milliseconds to sync a txg");
  73
  74 TUNABLE_QUAD("vfs.zfs.write_limit_min", &zfs_write_limit_min);
  75 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, write_limit_min, CTLFLAG_RDTUN,
  76     &zfs_write_limit_min, 0, "Minimum write limit");
  77 TUNABLE_QUAD("vfs.zfs.write_limit_max", &zfs_write_limit_max);
  78 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, write_limit_max, CTLFLAG_RDTUN,
  79     &zfs_write_limit_max, 0, "Maximum data payload per txg");
  80 TUNABLE_QUAD("vfs.zfs.write_limit_inflated", &zfs_write_limit_inflated);
  81 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, write_limit_inflated, CTLFLAG_RDTUN,
  82     &zfs_write_limit_inflated, 0, "Maximum size of the dynamic write limit");
  83 TUNABLE_QUAD("vfs.zfs.write_limit_override", &zfs_write_limit_override);
  84 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, write_limit_override, CTLFLAG_RDTUN,
  85     &zfs_write_limit_override, 0,
  86     "Force a txg if dirty buffers exceed this value (bytes)");
  87
  88 int
  89 dsl_pool_open_special_dir(dsl_pool_t *dp, const char *name, dsl_dir_t **ddp)
  90 {
  91         uint64_t obj;
  92         int err;
  93
  94         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset,
  95             dp->dp_root_dir->dd_phys->dd_child_dir_zapobj,
  96             name, sizeof (obj), 1, &obj);
  97         if (err)
  98                 return (err);
  99
 100         return (dsl_dir_hold_obj(dp, obj, name, dp, ddp));
 101 }
 102
 103 static dsl_pool_t *
 104 dsl_pool_open_impl(spa_t *spa, uint64_t txg)
 105 {
 106         dsl_pool_t *dp;
 107         blkptr_t *bp = spa_get_rootblkptr(spa);
 108
 109         dp = kmem_zalloc(sizeof (dsl_pool_t), KM_SLEEP);
 110         dp->dp_spa = spa;
 111         dp->dp_meta_rootbp = *bp;
 112         rrw_init(&dp->dp_config_rwlock, B_TRUE);
 113         dp->dp_write_limit = zfs_write_limit_min;
 114         txg_init(dp, txg);
 115
 116         txg_list_create(&dp->dp_dirty_datasets,
 117             offsetof(dsl_dataset_t, ds_dirty_link));
 118         txg_list_create(&dp->dp_dirty_zilogs,
 119             offsetof(zilog_t, zl_dirty_link));
 120         txg_list_create(&dp->dp_dirty_dirs,
 121             offsetof(dsl_dir_t, dd_dirty_link));
 122         txg_list_create(&dp->dp_sync_tasks,
 123             offsetof(dsl_sync_task_t, dst_node));
 124
 125         mutex_init(&dp->dp_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 126
 127         dp->dp_vnrele_taskq = taskq_create("zfs_vn_rele_taskq", 1, minclsyspri,
 128             1, 4, 0);
 129
 130         return (dp);
 131 }
 132
 133 int
 134 dsl_pool_init(spa_t *spa, uint64_t txg, dsl_pool_t **dpp)
 135 {
 136         int err;
 137         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
 138
 139         err = dmu_objset_open_impl(spa, NULL, &dp->dp_meta_rootbp,
 140             &dp->dp_meta_objset);
 141         if (err != 0)
 142                 dsl_pool_close(dp);
 143         else
 144                 *dpp = dp;
 145
 146         return (err);
 147 }
 148
 149 int
 150 dsl_pool_open(dsl_pool_t *dp)
 151 {
 152         int err;
 153         dsl_dir_t *dd;
 154         dsl_dataset_t *ds;
 155         uint64_t obj;
 156
 157         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
 158         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 159             DMU_POOL_ROOT_DATASET, sizeof (uint64_t), 1,
 160             &dp->dp_root_dir_obj);
 161         if (err)
 162                 goto out;
 163
 164         err = dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
 165             NULL, dp, &dp->dp_root_dir);
 166         if (err)
 167                 goto out;
 168
 169         err = dsl_pool_open_special_dir(dp, MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir);
 170         if (err)
 171                 goto out;
 172
 173         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_ORIGIN) {
 174                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, ORIGIN_DIR_NAME, &dd);
 175                 if (err)
 176                         goto out;
 177                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp, dd->dd_phys->dd_head_dataset_obj,
 178                     FTAG, &ds);
 179                 if (err == 0) {
 180                         err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
 181                             ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, dp,
 182                             &dp->dp_origin_snap);
 183                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 184                 }
 185                 dsl_dir_rele(dd, dp);
 186                 if (err)
 187                         goto out;
 188         }
 189
 190         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
 191                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, FREE_DIR_NAME,
 192                     &dp->dp_free_dir);
 193                 if (err)
 194                         goto out;
 195
 196                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 197                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
 198                 if (err)
 199                         goto out;
 200                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
 201                     dp->dp_meta_objset, obj));
 202         }
 203
 204         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa,
 205             &spa_feature_table[SPA_FEATURE_ASYNC_DESTROY])) {
 206                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 207                     DMU_POOL_BPTREE_OBJ, sizeof (uint64_t), 1,
 208                     &dp->dp_bptree_obj);
 209                 if (err != 0)
 210                         goto out;
 211         }
 212
 213         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa,
 214             &spa_feature_table[SPA_FEATURE_EMPTY_BPOBJ])) {
 215                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 216                     DMU_POOL_EMPTY_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1,
 217                     &dp->dp_empty_bpobj);
 218                 if (err != 0)
 219                         goto out;
 220         }
 221
 222         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 223             DMU_POOL_TMP_USERREFS, sizeof (uint64_t), 1,
 224             &dp->dp_tmp_userrefs_obj);
 225         if (err == ENOENT)
 226                 err = 0;
 227         if (err)
 228                 goto out;
 229
 230         err = dsl_scan_init(dp, dp->dp_tx.tx_open_txg);
 231
 232 out:
 233         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
 234         return (err);
 235 }
 236
 237 void
 238 dsl_pool_close(dsl_pool_t *dp)
 239 {
 240         /* drop our references from dsl_pool_open() */
 241
 242         /*
 243          * Since we held the origin_snap from "syncing" context (which
 244          * includes pool-opening context), it actually only got a "ref"
 245          * and not a hold, so just drop that here.
 246          */
 247         if (dp->dp_origin_snap)
 248                 dsl_dataset_rele(dp->dp_origin_snap, dp);
 249         if (dp->dp_mos_dir)
 250                 dsl_dir_rele(dp->dp_mos_dir, dp);
 251         if (dp->dp_free_dir)
 252                 dsl_dir_rele(dp->dp_free_dir, dp);
 253         if (dp->dp_root_dir)
 254                 dsl_dir_rele(dp->dp_root_dir, dp);
 255
 256         bpobj_close(&dp->dp_free_bpobj);
 257
 258         /* undo the dmu_objset_open_impl(mos) from dsl_pool_open() */
 259         if (dp->dp_meta_objset)
 260                 dmu_objset_evict(dp->dp_meta_objset);
 261
 262         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_datasets);
 263         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_zilogs);
 264         txg_list_destroy(&dp->dp_sync_tasks);
 265         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_dirs);
 266
 267         arc_flush(dp->dp_spa);
 268         txg_fini(dp);
 269         dsl_scan_fini(dp);
 270         rrw_destroy(&dp->dp_config_rwlock);
 271         mutex_destroy(&dp->dp_lock);
 272         taskq_destroy(dp->dp_vnrele_taskq);
 273         if (dp->dp_blkstats)
 274                 kmem_free(dp->dp_blkstats, sizeof (zfs_all_blkstats_t));
 275         kmem_free(dp, sizeof (dsl_pool_t));
 276 }
 277
 278 dsl_pool_t *
 279 dsl_pool_create(spa_t *spa, nvlist_t *zplprops, uint64_t txg)
 280 {
 281         int err;
 282         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
 283         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
 284         objset_t *os;
 285         dsl_dataset_t *ds;
 286         uint64_t obj;
 287
 288         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
 289
 290         /* create and open the MOS (meta-objset) */
 291         dp->dp_meta_objset = dmu_objset_create_impl(spa,
 292             NULL, &dp->dp_meta_rootbp, DMU_OST_META, tx);
 293
 294         /* create the pool directory */
 295         err = zap_create_claim(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 296             DMU_OT_OBJECT_DIRECTORY, DMU_OT_NONE, 0, tx);
 297         ASSERT0(err);
 298
 299         /* Initialize scan structures */
 300         VERIFY0(dsl_scan_init(dp, txg));
 301
 302         /* create and open the root dir */
 303         dp->dp_root_dir_obj = dsl_dir_create_sync(dp, NULL, NULL, tx);
 304         VERIFY0(dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
 305             NULL, dp, &dp->dp_root_dir));
 306
 307         /* create and open the meta-objset dir */
 308         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, MOS_DIR_NAME, tx);
 309         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
 310             MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir));
 311
 312         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
 313                 /* create and open the free dir */
 314                 (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir,
 315                     FREE_DIR_NAME, tx);
 316                 VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
 317                     FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
 318
 319                 /* create and open the free_bplist */
 320                 obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_MAXBLOCKSIZE, tx);
 321                 VERIFY(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 322                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx) == 0);
 323                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
 324                     dp->dp_meta_objset, obj));
 325         }
 326
 327         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DSL_SCRUB)
 328                 dsl_pool_create_origin(dp, tx);
 329
 330         /* create the root dataset */
 331         obj = dsl_dataset_create_sync_dd(dp->dp_root_dir, NULL, 0, tx);
 332
 333         /* create the root objset */
 334         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, obj, FTAG, &ds));
 335         os = dmu_objset_create_impl(dp->dp_spa, ds,
 336             dsl_dataset_get_blkptr(ds), DMU_OST_ZFS, tx);
 337 #ifdef _KERNEL
 338         zfs_create_fs(os, kcred, zplprops, tx);
 339 #endif
 340         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 341
 342         dmu_tx_commit(tx);
 343
 344         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
 345
 346         return (dp);
 347 }
 348
 349 /*
 350  * Account for the meta-objset space in its placeholder dsl_dir.
 351  */
 352 void
 353 dsl_pool_mos_diduse_space(dsl_pool_t *dp,
 354     int64_t used, int64_t comp, int64_t uncomp)
 355 {
 356         ASSERT3U(comp, ==, uncomp); /* it's all metadata */
 357         mutex_enter(&dp->dp_lock);
 358         dp->dp_mos_used_delta += used;
 359         dp->dp_mos_compressed_delta += comp;
 360         dp->dp_mos_uncompressed_delta += uncomp;
 361         mutex_exit(&dp->dp_lock);
 362 }
 363
 364 static int
 365 deadlist_enqueue_cb(void *arg, const blkptr_t *bp, dmu_tx_t *tx)
 366 {
 367         dsl_deadlist_t *dl = arg;
 368         dsl_deadlist_insert(dl, bp, tx);
 369         return (0);
 370 }
 371
 372 void
 373 dsl_pool_sync(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 374 {
 375         zio_t *zio;
 376         dmu_tx_t *tx;
 377         dsl_dir_t *dd;
 378         dsl_dataset_t *ds;
 379         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 380         hrtime_t start, write_time;
 381         uint64_t data_written;
 382         int err;
 383         list_t synced_datasets;
 384
 385         list_create(&synced_datasets, sizeof (dsl_dataset_t),
 386             offsetof(dsl_dataset_t, ds_synced_link));
 387
 388         /*
 389          * We need to copy dp_space_towrite() before doing
 390          * dsl_sync_task_sync(), because
 391          * dsl_dataset_snapshot_reserve_space() will increase
 392          * dp_space_towrite but not actually write anything.
 393          */
 394         data_written = dp->dp_space_towrite[txg & TXG_MASK];
 395
 396         tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
 397
 398         dp->dp_read_overhead = 0;
 399         start = gethrtime();
 400
 401         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
 402         while (ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) {
 403                 /*
 404                  * We must not sync any non-MOS datasets twice, because
 405                  * we may have taken a snapshot of them.  However, we
 406                  * may sync newly-created datasets on pass 2.
 407                  */
 408                 ASSERT(!list_link_active(&ds->ds_synced_link));
 409                 list_insert_tail(&synced_datasets, ds);
 410                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
 411         }
 412         DTRACE_PROBE(pool_sync__1setup);
 413         err = zio_wait(zio);
 414
 415         write_time = gethrtime() - start;
 416         ASSERT(err == 0);
 417         DTRACE_PROBE(pool_sync__2rootzio);
 418
 419         /*
 420          * After the data blocks have been written (ensured by the zio_wait()
 421          * above), update the user/group space accounting.
 422          */
 423         for (ds = list_head(&synced_datasets); ds;
 424             ds = list_next(&synced_datasets, ds))
 425                 dmu_objset_do_userquota_updates(ds->ds_objset, tx);
 426
 427         /*
 428          * Sync the datasets again to push out the changes due to
 429          * userspace updates.  This must be done before we process the
 430          * sync tasks, so that any snapshots will have the correct
 431          * user accounting information (and we won't get confused
 432          * about which blocks are part of the snapshot).
 433          */
 434         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
 435         while (ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) {
 436                 ASSERT(list_link_active(&ds->ds_synced_link));
 437                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
 438                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
 439         }
 440         err = zio_wait(zio);
 441
 442         /*
 443          * Now that the datasets have been completely synced, we can
 444          * clean up our in-memory structures accumulated while syncing:
 445          *
 446          *  - move dead blocks from the pending deadlist to the on-disk deadlist
 447          *  - release hold from dsl_dataset_dirty()
 448          */
 449         while (ds = list_remove_head(&synced_datasets)) {
 450                 objset_t *os = ds->ds_objset;
 451                 bplist_iterate(&ds->ds_pending_deadlist,
 452                     deadlist_enqueue_cb, &ds->ds_deadlist, tx);
 453                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(os, txg));
 454                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
 455         }
 456
 457         start = gethrtime();
 458         while (dd = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_dirs, txg))
 459                 dsl_dir_sync(dd, tx);
 460         write_time += gethrtime() - start;
 461
 462         /*
 463          * The MOS's space is accounted for in the pool/$MOS
 464          * (dp_mos_dir).  We can't modify the mos while we're syncing
 465          * it, so we remember the deltas and apply them here.
 466          */
 467         if (dp->dp_mos_used_delta != 0 || dp->dp_mos_compressed_delta != 0 ||
 468             dp->dp_mos_uncompressed_delta != 0) {
 469                 dsl_dir_diduse_space(dp->dp_mos_dir, DD_USED_HEAD,
 470                     dp->dp_mos_used_delta,
 471                     dp->dp_mos_compressed_delta,
 472                     dp->dp_mos_uncompressed_delta, tx);
 473                 dp->dp_mos_used_delta = 0;
 474                 dp->dp_mos_compressed_delta = 0;
 475                 dp->dp_mos_uncompressed_delta = 0;
 476         }
 477
 478         start = gethrtime();
 479         if (list_head(&mos->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL ||
 480             list_head(&mos->os_free_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL) {
 481                 zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
 482                 dmu_objset_sync(mos, zio, tx);
 483                 err = zio_wait(zio);
 484                 ASSERT(err == 0);
 485                 dprintf_bp(&dp->dp_meta_rootbp, "meta objset rootbp is %s", "");
 486                 spa_set_rootblkptr(dp->dp_spa, &dp->dp_meta_rootbp);
 487         }
 488         write_time += gethrtime() - start;
 489         DTRACE_PROBE2(pool_sync__4io, hrtime_t, write_time,
 490             hrtime_t, dp->dp_read_overhead);
 491         write_time -= dp->dp_read_overhead;
 492
 493         /*
 494          * If we modify a dataset in the same txg that we want to destroy it,
 495          * its dsl_dir's dd_dbuf will be dirty, and thus have a hold on it.
 496          * dsl_dir_destroy_check() will fail if there are unexpected holds.
 497          * Therefore, we want to sync the MOS (thus syncing the dd_dbuf
 498          * and clearing the hold on it) before we process the sync_tasks.
 499          * The MOS data dirtied by the sync_tasks will be synced on the next
 500          * pass.
 501          */
 502         DTRACE_PROBE(pool_sync__3task);
 503         if (!txg_list_empty(&dp->dp_sync_tasks, txg)) {
 504                 dsl_sync_task_t *dst;
 505                 /*
 506                  * No more sync tasks should have been added while we
 507                  * were syncing.
 508                  */
 509                 ASSERT(spa_sync_pass(dp->dp_spa) == 1);
 510                 while (dst = txg_list_remove(&dp->dp_sync_tasks, txg))
 511                         dsl_sync_task_sync(dst, tx);
 512         }
 513
 514         dmu_tx_commit(tx);
 515
 516         dp->dp_space_towrite[txg & TXG_MASK] = 0;
 517         ASSERT(dp->dp_tempreserved[txg & TXG_MASK] == 0);
 518
 519         /*
 520          * If the write limit max has not been explicitly set, set it
 521          * to a fraction of available physical memory (default 1/8th).
 522          * Note that we must inflate the limit because the spa
 523          * inflates write sizes to account for data replication.
 524          * Check this each sync phase to catch changing memory size.
 525          */
 526         if (physmem != old_physmem && zfs_write_limit_shift) {
 527                 mutex_enter(&zfs_write_limit_lock);
 528                 old_physmem = physmem;
 529                 zfs_write_limit_max = ptob(physmem) >> zfs_write_limit_shift;
 530                 zfs_write_limit_inflated = MAX(zfs_write_limit_min,
 531                     spa_get_asize(dp->dp_spa, zfs_write_limit_max));
 532                 mutex_exit(&zfs_write_limit_lock);
 533         }
 534
 535         /*
 536          * Attempt to keep the sync time consistent by adjusting the
 537          * amount of write traffic allowed into each transaction group.
 538          * Weight the throughput calculation towards the current value:
 539          *      thru = 3/4 old_thru + 1/4 new_thru
 540          *
 541          * Note: write_time is in nanosecs, so write_time/MICROSEC
 542          * yields millisecs
 543          */
 544         ASSERT(zfs_write_limit_min > 0);
 545         if (data_written > zfs_write_limit_min / 8 && write_time > MICROSEC) {
 546                 uint64_t throughput = data_written / (write_time / MICROSEC);
 547
 548                 if (dp->dp_throughput)
 549                         dp->dp_throughput = throughput / 4 +
 550                             3 * dp->dp_throughput / 4;
 551                 else
 552                         dp->dp_throughput = throughput;
 553                 dp->dp_write_limit = MIN(zfs_write_limit_inflated,
 554                     MAX(zfs_write_limit_min,
 555                     dp->dp_throughput * zfs_txg_synctime_ms));
 556         }
 557 }
 558
 559 void
 560 dsl_pool_sync_done(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 561 {
 562         zilog_t *zilog;
 563         dsl_dataset_t *ds;
 564
 565         while (zilog = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_zilogs, txg)) {
 566                 ds = dmu_objset_ds(zilog->zl_os);
 567                 zil_clean(zilog, txg);
 568                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(zilog->zl_os, txg));
 569                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, zilog);
 570         }
 571         ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(dp->dp_meta_objset, txg));
 572 }
 573
 574 /*
 575  * TRUE if the current thread is the tx_sync_thread or if we
 576  * are being called from SPA context during pool initialization.
 577  */
 578 int
 579 dsl_pool_sync_context(dsl_pool_t *dp)
 580 {
 581         return (curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread ||
 582             spa_is_initializing(dp->dp_spa));
 583 }
 584
 585 uint64_t
 586 dsl_pool_adjustedsize(dsl_pool_t *dp, boolean_t netfree)
 587 {
 588         uint64_t space, resv;
 589
 590         /*
 591          * Reserve about 1.6% (1/64), or at least 32MB, for allocation
 592          * efficiency.
 593          * XXX The intent log is not accounted for, so it must fit
 594          * within this slop.
 595          *
 596          * If we're trying to assess whether it's OK to do a free,
 597          * cut the reservation in half to allow forward progress
 598          * (e.g. make it possible to rm(1) files from a full pool).
 599          */
 600         space = spa_get_dspace(dp->dp_spa);
 601         resv = MAX(space >> 6, SPA_MINDEVSIZE >> 1);
 602         if (netfree)
 603                 resv >>= 1;
 604
 605         return (space - resv);
 606 }
 607
 608 int
 609 dsl_pool_tempreserve_space(dsl_pool_t *dp, uint64_t space, dmu_tx_t *tx)
 610 {
 611         uint64_t reserved = 0;
 612         uint64_t write_limit = (zfs_write_limit_override ?
 613             zfs_write_limit_override : dp->dp_write_limit);
 614
 615         if (zfs_no_write_throttle) {
 616                 atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK],
 617                     space);
 618                 return (0);
 619         }
 620
 621         /*
 622          * Check to see if we have exceeded the maximum allowed IO for
 623          * this transaction group.  We can do this without locks since
 624          * a little slop here is ok.  Note that we do the reserved check
 625          * with only half the requested reserve: this is because the
 626          * reserve requests are worst-case, and we really don't want to
 627          * throttle based off of worst-case estimates.
 628          */
 629         if (write_limit > 0) {
 630                 reserved = dp->dp_space_towrite[tx->tx_txg & TXG_MASK]
 631                     + dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK] / 2;
 632
 633                 if (reserved && reserved > write_limit)
 634                         return (SET_ERROR(ERESTART));
 635         }
 636
 637         atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK], space);
 638
 639         /*
 640          * If this transaction group is over 7/8ths capacity, delay
 641          * the caller 1 clock tick.  This will slow down the "fill"
 642          * rate until the sync process can catch up with us.
 643          */
 644         if (reserved && reserved > (write_limit - (write_limit >> 3)))
 645                 txg_delay(dp, tx->tx_txg, 1);
 646
 647         return (0);
 648 }
 649
 650 void
 651 dsl_pool_tempreserve_clear(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
 652 {
 653         ASSERT(dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK] >= space);
 654         atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK], -space);
 655 }
 656
 657 void
 658 dsl_pool_memory_pressure(dsl_pool_t *dp)
 659 {
 660         uint64_t space_inuse = 0;
 661         int i;
 662
 663         if (dp->dp_write_limit == zfs_write_limit_min)
 664                 return;
 665
 666         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 667                 space_inuse += dp->dp_space_towrite[i];
 668                 space_inuse += dp->dp_tempreserved[i];
 669         }
 670         dp->dp_write_limit = MAX(zfs_write_limit_min,
 671             MIN(dp->dp_write_limit, space_inuse / 4));
 672 }
 673
 674 void
 675 dsl_pool_willuse_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
 676 {
 677         if (space > 0) {
 678                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
 679                 dp->dp_space_towrite[tx->tx_txg & TXG_MASK] += space;
 680                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
 681         }
 682 }
 683
 684 /* ARGSUSED */
 685 static int
 686 upgrade_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *hds, void *arg)
 687 {
 688         dmu_tx_t *tx = arg;
 689         dsl_dataset_t *ds, *prev = NULL;
 690         int err;
 691
 692         err = dsl_dataset_hold_obj(dp, hds->ds_object, FTAG, &ds);
 693         if (err)
 694                 return (err);
 695
 696         while (ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj != 0) {
 697                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
 698                     FTAG, &prev);
 699                 if (err) {
 700                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 701                         return (err);
 702                 }
 703
 704                 if (prev->ds_phys->ds_next_snap_obj != ds->ds_object)
 705                         break;
 706                 dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 707                 ds = prev;
 708                 prev = NULL;
 709         }
 710
 711         if (prev == NULL) {
 712                 prev = dp->dp_origin_snap;
 713
 714                 /*
 715                  * The $ORIGIN can't have any data, or the accounting
 716                  * will be wrong.
 717                  */
 718                 ASSERT0(prev->ds_phys->ds_bp.blk_birth);
 719
 720                 /* The origin doesn't get attached to itself */
 721                 if (ds->ds_object == prev->ds_object) {
 722                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 723                         return (0);
 724                 }
 725
 726                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dbuf, tx);
 727                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj = prev->ds_object;
 728                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_txg = prev->ds_phys->ds_creation_txg;
 729
 730                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dir->dd_dbuf, tx);
 731                 ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj = prev->ds_object;
 732
 733                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
 734                 prev->ds_phys->ds_num_children++;
 735
 736                 if (ds->ds_phys->ds_next_snap_obj == 0) {
 737                         ASSERT(ds->ds_prev == NULL);
 738                         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
 739                             ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, ds, &ds->ds_prev));
 740                 }
 741         }
 742
 743         ASSERT3U(ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj, ==, prev->ds_object);
 744         ASSERT3U(ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, ==, prev->ds_object);
 745
 746         if (prev->ds_phys->ds_next_clones_obj == 0) {
 747                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
 748                 prev->ds_phys->ds_next_clones_obj =
 749                     zap_create(dp->dp_meta_objset,
 750                     DMU_OT_NEXT_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
 751         }
 752         VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
 753             prev->ds_phys->ds_next_clones_obj, ds->ds_object, tx));
 754
 755         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 756         if (prev != dp->dp_origin_snap)
 757                 dsl_dataset_rele(prev, FTAG);
 758         return (0);
 759 }
 760
 761 void
 762 dsl_pool_upgrade_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 763 {
 764         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 765         ASSERT(dp->dp_origin_snap != NULL);
 766
 767         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj, upgrade_clones_cb,
 768             tx, DS_FIND_CHILDREN));
 769 }
 770
 771 /* ARGSUSED */
 772 static int
 773 upgrade_dir_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *ds, void *arg)
 774 {
 775         dmu_tx_t *tx = arg;
 776         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 777
 778         if (ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj != 0) {
 779                 dsl_dataset_t *origin;
 780
 781                 VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
 782                     ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj, FTAG, &origin));
 783
 784                 if (origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones == 0) {
 785                         dmu_buf_will_dirty(origin->ds_dir->dd_dbuf, tx);
 786                         origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones = zap_create(mos,
 787                             DMU_OT_DSL_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
 788                 }
 789
 790                 VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
 791                     origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones, ds->ds_object, tx));
 792
 793                 dsl_dataset_rele(origin, FTAG);
 794         }
 795         return (0);
 796 }
 797
 798 void
 799 dsl_pool_upgrade_dir_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 800 {
 801         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 802         uint64_t obj;
 803
 804         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, FREE_DIR_NAME, tx);
 805         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
 806             FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
 807
 808         /*
 809          * We can't use bpobj_alloc(), because spa_version() still
 810          * returns the old version, and we need a new-version bpobj with
 811          * subobj support.  So call dmu_object_alloc() directly.
 812          */
 813         obj = dmu_object_alloc(dp->dp_meta_objset, DMU_OT_BPOBJ,
 814             SPA_MAXBLOCKSIZE, DMU_OT_BPOBJ_HDR, sizeof (bpobj_phys_t), tx);
 815         VERIFY0(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 816             DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
 817         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj, dp->dp_meta_objset, obj));
 818
 819         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj,
 820             upgrade_dir_clones_cb, tx, DS_FIND_CHILDREN));
 821 }
 822
 823 void
 824 dsl_pool_create_origin(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 825 {
 826         uint64_t dsobj;
 827         dsl_dataset_t *ds;
 828
 829         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 830         ASSERT(dp->dp_origin_snap == NULL);
 831         ASSERT(rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER));
 832
 833         /* create the origin dir, ds, & snap-ds */
 834         dsobj = dsl_dataset_create_sync(dp->dp_root_dir, ORIGIN_DIR_NAME,
 835             NULL, 0, kcred, tx);
 836         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
 837         dsl_dataset_snapshot_sync_impl(ds, ORIGIN_DIR_NAME, tx);
 838         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
 839             dp, &dp->dp_origin_snap));
 840         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 841 }
 842
 843 taskq_t *
 844 dsl_pool_vnrele_taskq(dsl_pool_t *dp)
 845 {
 846         return (dp->dp_vnrele_taskq);
 847 }
 848
 849 /*
 850  * Walk through the pool-wide zap object of temporary snapshot user holds
 851  * and release them.
 852  */
 853 void
 854 dsl_pool_clean_tmp_userrefs(dsl_pool_t *dp)
 855 {
 856         zap_attribute_t za;
 857         zap_cursor_t zc;
 858         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 859         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
 860         nvlist_t *holds;
 861
 862         if (zapobj == 0)
 863                 return;
 864         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
 865
 866         holds = fnvlist_alloc();
 867
 868         for (zap_cursor_init(&zc, mos, zapobj);
 869             zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0;
 870             zap_cursor_advance(&zc)) {
 871                 char *htag;
 872                 nvlist_t *tags;
 873
 874                 htag = strchr(za.za_name, '-');
 875                 *htag = '\0';
 876                 ++htag;
 877                 if (nvlist_lookup_nvlist(holds, za.za_name, &tags) != 0) {
 878                         tags = fnvlist_alloc();
 879                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
 880                         fnvlist_add_nvlist(holds, za.za_name, tags);
 881                         fnvlist_free(tags);
 882                 } else {
 883                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
 884                 }
 885         }
 886         dsl_dataset_user_release_tmp(dp, holds);
 887         fnvlist_free(holds);
 888         zap_cursor_fini(&zc);
 889 }
 890
 891 /*
 892  * Create the pool-wide zap object for storing temporary snapshot holds.
 893  */
 894 void
 895 dsl_pool_user_hold_create_obj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 896 {
 897         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 898
 899         ASSERT(dp->dp_tmp_userrefs_obj == 0);
 900         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 901
 902         dp->dp_tmp_userrefs_obj = zap_create_link(mos, DMU_OT_USERREFS,
 903             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT, DMU_POOL_TMP_USERREFS, tx);
 904 }
 905
 906 static int
 907 dsl_pool_user_hold_rele_impl(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj,
 908     const char *tag, uint64_t now, dmu_tx_t *tx, boolean_t holding)
 909 {
 910         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 911         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
 912         char *name;
 913         int error;
 914
 915         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
 916         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 917
 918         /*
 919          * If the pool was created prior to SPA_VERSION_USERREFS, the
 920          * zap object for temporary holds might not exist yet.
 921          */
 922         if (zapobj == 0) {
 923                 if (holding) {
 924                         dsl_pool_user_hold_create_obj(dp, tx);
 925                         zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
 926                 } else {
 927                         return (SET_ERROR(ENOENT));
 928                 }
 929         }
 930
 931         name = kmem_asprintf("%llx-%s", (u_longlong_t)dsobj, tag);
 932         if (holding)
 933                 error = zap_add(mos, zapobj, name, 8, 1, &now, tx);
 934         else
 935                 error = zap_remove(mos, zapobj, name, tx);
 936         strfree(name);
 937
 938         return (error);
 939 }
 940
 941 /*
 942  * Add a temporary hold for the given dataset object and tag.
 943  */
 944 int
 945 dsl_pool_user_hold(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
 946     uint64_t now, dmu_tx_t *tx)
 947 {
 948         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, now, tx, B_TRUE));
 949 }
 950
 951 /*
 952  * Release a temporary hold for the given dataset object and tag.
 953  */
 954 int
 955 dsl_pool_user_release(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
 956     dmu_tx_t *tx)
 957 {
 958         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, 0,
 959             tx, B_FALSE));
 960 }
 961
 962 /*
 963  * DSL Pool Configuration Lock
 964  *
 965  * The dp_config_rwlock protects against changes to DSL state (e.g. dataset
 966  * creation / destruction / rename / property setting).  It must be held for
 967  * read to hold a dataset or dsl_dir.  I.e. you must call
 968  * dsl_pool_config_enter() or dsl_pool_hold() before calling
 969  * dsl_{dataset,dir}_hold{_obj}.  In most circumstances, the dp_config_rwlock
 970  * must be held continuously until all datasets and dsl_dirs are released.
 971  *
 972  * The only exception to this rule is that if a "long hold" is placed on
 973  * a dataset, then the dp_config_rwlock may be dropped while the dataset
 974  * is still held.  The long hold will prevent the dataset from being
 975  * destroyed -- the destroy will fail with EBUSY.  A long hold can be
 976  * obtained by calling dsl_dataset_long_hold(), or by "owning" a dataset
 977  * (by calling dsl_{dataset,objset}_{try}own{_obj}).
 978  *
 979  * Legitimate long-holders (including owners) should be long-running, cancelable
 980  * tasks that should cause "zfs destroy" to fail.  This includes DMU
 981  * consumers (i.e. a ZPL filesystem being mounted or ZVOL being open),
 982  * "zfs send", and "zfs diff".  There are several other long-holders whose
 983  * uses are suboptimal (e.g. "zfs promote", and zil_suspend()).
 984  *
 985  * The usual formula for long-holding would be:
 986  * dsl_pool_hold()
 987  * dsl_dataset_hold()
 988  * ... perform checks ...
 989  * dsl_dataset_long_hold()
 990  * dsl_pool_rele()
 991  * ... perform long-running task ...
 992  * dsl_dataset_long_rele()
 993  * dsl_dataset_rele()
 994  *
 995  * Note that when the long hold is released, the dataset is still held but
 996  * the pool is not held.  The dataset may change arbitrarily during this time
 997  * (e.g. it could be destroyed).  Therefore you shouldn't do anything to the
 998  * dataset except release it.
 999  *
1000  * User-initiated operations (e.g. ioctls, zfs_ioc_*()) are either read-only
1001  * or modifying operations.
1002  *
1003  * Modifying operations should generally use dsl_sync_task().  The synctask
1004  * infrastructure enforces proper locking strategy with respect to the
1005  * dp_config_rwlock.  See the comment above dsl_sync_task() for details.
1006  *
1007  * Read-only operations will manually hold the pool, then the dataset, obtain
1008  * information from the dataset, then release the pool and dataset.
1009  * dmu_objset_{hold,rele}() are convenience routines that also do the pool
1010  * hold/rele.
1011  */
1012
1013 int
1014 dsl_pool_hold(const char *name, void *tag, dsl_pool_t **dp)
1015 {
1016         spa_t *spa;
1017         int error;
1018
1019         error = spa_open(name, &spa, tag);
1020         if (error == 0) {
1021                 *dp = spa_get_dsl(spa);
1022                 dsl_pool_config_enter(*dp, tag);
1023         }
1024         return (error);
1025 }
1026
1027 void
1028 dsl_pool_rele(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1029 {
1030         dsl_pool_config_exit(dp, tag);
1031         spa_close(dp->dp_spa, tag);
1032 }
1033
1034 void
1035 dsl_pool_config_enter(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1036 {
1037         /*
1038          * We use a "reentrant" reader-writer lock, but not reentrantly.
1039          *
1040          * The rrwlock can (with the track_all flag) track all reading threads,
1041          * which is very useful for debugging which code path failed to release
1042          * the lock, and for verifying that the *current* thread does hold
1043          * the lock.
1044          *
1045          * (Unlike a rwlock, which knows that N threads hold it for
1046          * read, but not *which* threads, so rw_held(RW_READER) returns TRUE
1047          * if any thread holds it for read, even if this thread doesn't).
1048          */
1049         ASSERT(!rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER));
1050         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER, tag);
1051 }
1052
1053 void
1054 dsl_pool_config_exit(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1055 {
1056         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, tag);
1057 }
1058
1059 boolean_t
1060 dsl_pool_config_held(dsl_pool_t *dp)
1061 {
1062         return (RRW_LOCK_HELD(&dp->dp_config_rwlock));
1063 }