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 hrtime_t zfs_throttle_delay = MSEC2NSEC(10);
  89 hrtime_t zfs_throttle_resolution = MSEC2NSEC(10);
  90
  91 int
  92 dsl_pool_open_special_dir(dsl_pool_t *dp, const char *name, dsl_dir_t **ddp)
  93 {
  94         uint64_t obj;
  95         int err;
  96
  97         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset,
  98             dp->dp_root_dir->dd_phys->dd_child_dir_zapobj,
  99             name, sizeof (obj), 1, &obj);
 100         if (err)
 101                 return (err);
 102
 103         return (dsl_dir_hold_obj(dp, obj, name, dp, ddp));
 104 }
 105
 106 static dsl_pool_t *
 107 dsl_pool_open_impl(spa_t *spa, uint64_t txg)
 108 {
 109         dsl_pool_t *dp;
 110         blkptr_t *bp = spa_get_rootblkptr(spa);
 111
 112         dp = kmem_zalloc(sizeof (dsl_pool_t), KM_SLEEP);
 113         dp->dp_spa = spa;
 114         dp->dp_meta_rootbp = *bp;
 115         rrw_init(&dp->dp_config_rwlock, B_TRUE);
 116         dp->dp_write_limit = zfs_write_limit_min;
 117         txg_init(dp, txg);
 118
 119         txg_list_create(&dp->dp_dirty_datasets,
 120             offsetof(dsl_dataset_t, ds_dirty_link));
 121         txg_list_create(&dp->dp_dirty_zilogs,
 122             offsetof(zilog_t, zl_dirty_link));
 123         txg_list_create(&dp->dp_dirty_dirs,
 124             offsetof(dsl_dir_t, dd_dirty_link));
 125         txg_list_create(&dp->dp_sync_tasks,
 126             offsetof(dsl_sync_task_t, dst_node));
 127
 128         mutex_init(&dp->dp_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 129
 130         dp->dp_vnrele_taskq = taskq_create("zfs_vn_rele_taskq", 1, minclsyspri,
 131             1, 4, 0);
 132
 133         return (dp);
 134 }
 135
 136 int
 137 dsl_pool_init(spa_t *spa, uint64_t txg, dsl_pool_t **dpp)
 138 {
 139         int err;
 140         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
 141
 142         err = dmu_objset_open_impl(spa, NULL, &dp->dp_meta_rootbp,
 143             &dp->dp_meta_objset);
 144         if (err != 0)
 145                 dsl_pool_close(dp);
 146         else
 147                 *dpp = dp;
 148
 149         return (err);
 150 }
 151
 152 int
 153 dsl_pool_open(dsl_pool_t *dp)
 154 {
 155         int err;
 156         dsl_dir_t *dd;
 157         dsl_dataset_t *ds;
 158         uint64_t obj;
 159
 160         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
 161         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 162             DMU_POOL_ROOT_DATASET, sizeof (uint64_t), 1,
 163             &dp->dp_root_dir_obj);
 164         if (err)
 165                 goto out;
 166
 167         err = dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
 168             NULL, dp, &dp->dp_root_dir);
 169         if (err)
 170                 goto out;
 171
 172         err = dsl_pool_open_special_dir(dp, MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir);
 173         if (err)
 174                 goto out;
 175
 176         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_ORIGIN) {
 177                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, ORIGIN_DIR_NAME, &dd);
 178                 if (err)
 179                         goto out;
 180                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp, dd->dd_phys->dd_head_dataset_obj,
 181                     FTAG, &ds);
 182                 if (err == 0) {
 183                         err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
 184                             ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, dp,
 185                             &dp->dp_origin_snap);
 186                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 187                 }
 188                 dsl_dir_rele(dd, dp);
 189                 if (err)
 190                         goto out;
 191         }
 192
 193         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
 194                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, FREE_DIR_NAME,
 195                     &dp->dp_free_dir);
 196                 if (err)
 197                         goto out;
 198
 199                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 200                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
 201                 if (err)
 202                         goto out;
 203                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
 204                     dp->dp_meta_objset, obj));
 205         }
 206
 207         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa,
 208             &spa_feature_table[SPA_FEATURE_ASYNC_DESTROY])) {
 209                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 210                     DMU_POOL_BPTREE_OBJ, sizeof (uint64_t), 1,
 211                     &dp->dp_bptree_obj);
 212                 if (err != 0)
 213                         goto out;
 214         }
 215
 216         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa,
 217             &spa_feature_table[SPA_FEATURE_EMPTY_BPOBJ])) {
 218                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 219                     DMU_POOL_EMPTY_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1,
 220                     &dp->dp_empty_bpobj);
 221                 if (err != 0)
 222                         goto out;
 223         }
 224
 225         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 226             DMU_POOL_TMP_USERREFS, sizeof (uint64_t), 1,
 227             &dp->dp_tmp_userrefs_obj);
 228         if (err == ENOENT)
 229                 err = 0;
 230         if (err)
 231                 goto out;
 232
 233         err = dsl_scan_init(dp, dp->dp_tx.tx_open_txg);
 234
 235 out:
 236         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
 237         return (err);
 238 }
 239
 240 void
 241 dsl_pool_close(dsl_pool_t *dp)
 242 {
 243         /* drop our references from dsl_pool_open() */
 244
 245         /*
 246          * Since we held the origin_snap from "syncing" context (which
 247          * includes pool-opening context), it actually only got a "ref"
 248          * and not a hold, so just drop that here.
 249          */
 250         if (dp->dp_origin_snap)
 251                 dsl_dataset_rele(dp->dp_origin_snap, dp);
 252         if (dp->dp_mos_dir)
 253                 dsl_dir_rele(dp->dp_mos_dir, dp);
 254         if (dp->dp_free_dir)
 255                 dsl_dir_rele(dp->dp_free_dir, dp);
 256         if (dp->dp_root_dir)
 257                 dsl_dir_rele(dp->dp_root_dir, dp);
 258
 259         bpobj_close(&dp->dp_free_bpobj);
 260
 261         /* undo the dmu_objset_open_impl(mos) from dsl_pool_open() */
 262         if (dp->dp_meta_objset)
 263                 dmu_objset_evict(dp->dp_meta_objset);
 264
 265         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_datasets);
 266         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_zilogs);
 267         txg_list_destroy(&dp->dp_sync_tasks);
 268         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_dirs);
 269
 270         arc_flush(dp->dp_spa);
 271         txg_fini(dp);
 272         dsl_scan_fini(dp);
 273         rrw_destroy(&dp->dp_config_rwlock);
 274         mutex_destroy(&dp->dp_lock);
 275         taskq_destroy(dp->dp_vnrele_taskq);
 276         if (dp->dp_blkstats)
 277                 kmem_free(dp->dp_blkstats, sizeof (zfs_all_blkstats_t));
 278         kmem_free(dp, sizeof (dsl_pool_t));
 279 }
 280
 281 dsl_pool_t *
 282 dsl_pool_create(spa_t *spa, nvlist_t *zplprops, uint64_t txg)
 283 {
 284         int err;
 285         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
 286         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
 287         objset_t *os;
 288         dsl_dataset_t *ds;
 289         uint64_t obj;
 290
 291         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
 292
 293         /* create and open the MOS (meta-objset) */
 294         dp->dp_meta_objset = dmu_objset_create_impl(spa,
 295             NULL, &dp->dp_meta_rootbp, DMU_OST_META, tx);
 296
 297         /* create the pool directory */
 298         err = zap_create_claim(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 299             DMU_OT_OBJECT_DIRECTORY, DMU_OT_NONE, 0, tx);
 300         ASSERT0(err);
 301
 302         /* Initialize scan structures */
 303         VERIFY0(dsl_scan_init(dp, txg));
 304
 305         /* create and open the root dir */
 306         dp->dp_root_dir_obj = dsl_dir_create_sync(dp, NULL, NULL, tx);
 307         VERIFY0(dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
 308             NULL, dp, &dp->dp_root_dir));
 309
 310         /* create and open the meta-objset dir */
 311         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, MOS_DIR_NAME, tx);
 312         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
 313             MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir));
 314
 315         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
 316                 /* create and open the free dir */
 317                 (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir,
 318                     FREE_DIR_NAME, tx);
 319                 VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
 320                     FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
 321
 322                 /* create and open the free_bplist */
 323                 obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_MAXBLOCKSIZE, tx);
 324                 VERIFY(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 325                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx) == 0);
 326                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
 327                     dp->dp_meta_objset, obj));
 328         }
 329
 330         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DSL_SCRUB)
 331                 dsl_pool_create_origin(dp, tx);
 332
 333         /* create the root dataset */
 334         obj = dsl_dataset_create_sync_dd(dp->dp_root_dir, NULL, 0, tx);
 335
 336         /* create the root objset */
 337         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, obj, FTAG, &ds));
 338         os = dmu_objset_create_impl(dp->dp_spa, ds,
 339             dsl_dataset_get_blkptr(ds), DMU_OST_ZFS, tx);
 340 #ifdef _KERNEL
 341         zfs_create_fs(os, kcred, zplprops, tx);
 342 #endif
 343         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 344
 345         dmu_tx_commit(tx);
 346
 347         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
 348
 349         return (dp);
 350 }
 351
 352 /*
 353  * Account for the meta-objset space in its placeholder dsl_dir.
 354  */
 355 void
 356 dsl_pool_mos_diduse_space(dsl_pool_t *dp,
 357     int64_t used, int64_t comp, int64_t uncomp)
 358 {
 359         ASSERT3U(comp, ==, uncomp); /* it's all metadata */
 360         mutex_enter(&dp->dp_lock);
 361         dp->dp_mos_used_delta += used;
 362         dp->dp_mos_compressed_delta += comp;
 363         dp->dp_mos_uncompressed_delta += uncomp;
 364         mutex_exit(&dp->dp_lock);
 365 }
 366
 367 static int
 368 deadlist_enqueue_cb(void *arg, const blkptr_t *bp, dmu_tx_t *tx)
 369 {
 370         dsl_deadlist_t *dl = arg;
 371         dsl_deadlist_insert(dl, bp, tx);
 372         return (0);
 373 }
 374
 375 void
 376 dsl_pool_sync(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 377 {
 378         zio_t *zio;
 379         dmu_tx_t *tx;
 380         dsl_dir_t *dd;
 381         dsl_dataset_t *ds;
 382         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 383         hrtime_t start, write_time;
 384         uint64_t data_written;
 385         int err;
 386         list_t synced_datasets;
 387
 388         list_create(&synced_datasets, sizeof (dsl_dataset_t),
 389             offsetof(dsl_dataset_t, ds_synced_link));
 390
 391         /*
 392          * We need to copy dp_space_towrite() before doing
 393          * dsl_sync_task_sync(), because
 394          * dsl_dataset_snapshot_reserve_space() will increase
 395          * dp_space_towrite but not actually write anything.
 396          */
 397         data_written = dp->dp_space_towrite[txg & TXG_MASK];
 398
 399         tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
 400
 401         dp->dp_read_overhead = 0;
 402         start = gethrtime();
 403
 404         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
 405         while (ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) {
 406                 /*
 407                  * We must not sync any non-MOS datasets twice, because
 408                  * we may have taken a snapshot of them.  However, we
 409                  * may sync newly-created datasets on pass 2.
 410                  */
 411                 ASSERT(!list_link_active(&ds->ds_synced_link));
 412                 list_insert_tail(&synced_datasets, ds);
 413                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
 414         }
 415         DTRACE_PROBE(pool_sync__1setup);
 416         err = zio_wait(zio);
 417
 418         write_time = gethrtime() - start;
 419         ASSERT(err == 0);
 420         DTRACE_PROBE(pool_sync__2rootzio);
 421
 422         /*
 423          * After the data blocks have been written (ensured by the zio_wait()
 424          * above), update the user/group space accounting.
 425          */
 426         for (ds = list_head(&synced_datasets); ds;
 427             ds = list_next(&synced_datasets, ds))
 428                 dmu_objset_do_userquota_updates(ds->ds_objset, tx);
 429
 430         /*
 431          * Sync the datasets again to push out the changes due to
 432          * userspace updates.  This must be done before we process the
 433          * sync tasks, so that any snapshots will have the correct
 434          * user accounting information (and we won't get confused
 435          * about which blocks are part of the snapshot).
 436          */
 437         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
 438         while (ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) {
 439                 ASSERT(list_link_active(&ds->ds_synced_link));
 440                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
 441                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
 442         }
 443         err = zio_wait(zio);
 444
 445         /*
 446          * Now that the datasets have been completely synced, we can
 447          * clean up our in-memory structures accumulated while syncing:
 448          *
 449          *  - move dead blocks from the pending deadlist to the on-disk deadlist
 450          *  - release hold from dsl_dataset_dirty()
 451          */
 452         while (ds = list_remove_head(&synced_datasets)) {
 453                 objset_t *os = ds->ds_objset;
 454                 bplist_iterate(&ds->ds_pending_deadlist,
 455                     deadlist_enqueue_cb, &ds->ds_deadlist, tx);
 456                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(os, txg));
 457                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
 458         }
 459
 460         start = gethrtime();
 461         while (dd = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_dirs, txg))
 462                 dsl_dir_sync(dd, tx);
 463         write_time += gethrtime() - start;
 464
 465         /*
 466          * The MOS's space is accounted for in the pool/$MOS
 467          * (dp_mos_dir).  We can't modify the mos while we're syncing
 468          * it, so we remember the deltas and apply them here.
 469          */
 470         if (dp->dp_mos_used_delta != 0 || dp->dp_mos_compressed_delta != 0 ||
 471             dp->dp_mos_uncompressed_delta != 0) {
 472                 dsl_dir_diduse_space(dp->dp_mos_dir, DD_USED_HEAD,
 473                     dp->dp_mos_used_delta,
 474                     dp->dp_mos_compressed_delta,
 475                     dp->dp_mos_uncompressed_delta, tx);
 476                 dp->dp_mos_used_delta = 0;
 477                 dp->dp_mos_compressed_delta = 0;
 478                 dp->dp_mos_uncompressed_delta = 0;
 479         }
 480
 481         start = gethrtime();
 482         if (list_head(&mos->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL ||
 483             list_head(&mos->os_free_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL) {
 484                 zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
 485                 dmu_objset_sync(mos, zio, tx);
 486                 err = zio_wait(zio);
 487                 ASSERT(err == 0);
 488                 dprintf_bp(&dp->dp_meta_rootbp, "meta objset rootbp is %s", "");
 489                 spa_set_rootblkptr(dp->dp_spa, &dp->dp_meta_rootbp);
 490         }
 491         write_time += gethrtime() - start;
 492         DTRACE_PROBE2(pool_sync__4io, hrtime_t, write_time,
 493             hrtime_t, dp->dp_read_overhead);
 494         write_time -= dp->dp_read_overhead;
 495
 496         /*
 497          * If we modify a dataset in the same txg that we want to destroy it,
 498          * its dsl_dir's dd_dbuf will be dirty, and thus have a hold on it.
 499          * dsl_dir_destroy_check() will fail if there are unexpected holds.
 500          * Therefore, we want to sync the MOS (thus syncing the dd_dbuf
 501          * and clearing the hold on it) before we process the sync_tasks.
 502          * The MOS data dirtied by the sync_tasks will be synced on the next
 503          * pass.
 504          */
 505         DTRACE_PROBE(pool_sync__3task);
 506         if (!txg_list_empty(&dp->dp_sync_tasks, txg)) {
 507                 dsl_sync_task_t *dst;
 508                 /*
 509                  * No more sync tasks should have been added while we
 510                  * were syncing.
 511                  */
 512                 ASSERT(spa_sync_pass(dp->dp_spa) == 1);
 513                 while (dst = txg_list_remove(&dp->dp_sync_tasks, txg))
 514                         dsl_sync_task_sync(dst, tx);
 515         }
 516
 517         dmu_tx_commit(tx);
 518
 519         dp->dp_space_towrite[txg & TXG_MASK] = 0;
 520         ASSERT(dp->dp_tempreserved[txg & TXG_MASK] == 0);
 521
 522         /*
 523          * If the write limit max has not been explicitly set, set it
 524          * to a fraction of available physical memory (default 1/8th).
 525          * Note that we must inflate the limit because the spa
 526          * inflates write sizes to account for data replication.
 527          * Check this each sync phase to catch changing memory size.
 528          */
 529         if (physmem != old_physmem && zfs_write_limit_shift) {
 530                 mutex_enter(&zfs_write_limit_lock);
 531                 old_physmem = physmem;
 532                 zfs_write_limit_max = ptob(physmem) >> zfs_write_limit_shift;
 533                 zfs_write_limit_inflated = MAX(zfs_write_limit_min,
 534                     spa_get_asize(dp->dp_spa, zfs_write_limit_max));
 535                 mutex_exit(&zfs_write_limit_lock);
 536         }
 537
 538         /*
 539          * Attempt to keep the sync time consistent by adjusting the
 540          * amount of write traffic allowed into each transaction group.
 541          * Weight the throughput calculation towards the current value:
 542          *      thru = 3/4 old_thru + 1/4 new_thru
 543          *
 544          * Note: write_time is in nanosecs while dp_throughput is expressed in
 545          * bytes per millisecond.
 546          */
 547         ASSERT(zfs_write_limit_min > 0);
 548         if (data_written > zfs_write_limit_min / 8 &&
 549             write_time > MSEC2NSEC(1)) {
 550                 uint64_t throughput = data_written / NSEC2MSEC(write_time);
 551
 552                 if (dp->dp_throughput)
 553                         dp->dp_throughput = throughput / 4 +
 554                             3 * dp->dp_throughput / 4;
 555                 else
 556                         dp->dp_throughput = throughput;
 557                 dp->dp_write_limit = MIN(zfs_write_limit_inflated,
 558                     MAX(zfs_write_limit_min,
 559                     dp->dp_throughput * zfs_txg_synctime_ms));
 560         }
 561 }
 562
 563 void
 564 dsl_pool_sync_done(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 565 {
 566         zilog_t *zilog;
 567         dsl_dataset_t *ds;
 568
 569         while (zilog = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_zilogs, txg)) {
 570                 ds = dmu_objset_ds(zilog->zl_os);
 571                 zil_clean(zilog, txg);
 572                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(zilog->zl_os, txg));
 573                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, zilog);
 574         }
 575         ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(dp->dp_meta_objset, txg));
 576 }
 577
 578 /*
 579  * TRUE if the current thread is the tx_sync_thread or if we
 580  * are being called from SPA context during pool initialization.
 581  */
 582 int
 583 dsl_pool_sync_context(dsl_pool_t *dp)
 584 {
 585         return (curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread ||
 586             spa_is_initializing(dp->dp_spa));
 587 }
 588
 589 uint64_t
 590 dsl_pool_adjustedsize(dsl_pool_t *dp, boolean_t netfree)
 591 {
 592         uint64_t space, resv;
 593
 594         /*
 595          * Reserve about 1.6% (1/64), or at least 32MB, for allocation
 596          * efficiency.
 597          * XXX The intent log is not accounted for, so it must fit
 598          * within this slop.
 599          *
 600          * If we're trying to assess whether it's OK to do a free,
 601          * cut the reservation in half to allow forward progress
 602          * (e.g. make it possible to rm(1) files from a full pool).
 603          */
 604         space = spa_get_dspace(dp->dp_spa);
 605         resv = MAX(space >> 6, SPA_MINDEVSIZE >> 1);
 606         if (netfree)
 607                 resv >>= 1;
 608
 609         return (space - resv);
 610 }
 611
 612 int
 613 dsl_pool_tempreserve_space(dsl_pool_t *dp, uint64_t space, dmu_tx_t *tx)
 614 {
 615         uint64_t reserved = 0;
 616         uint64_t write_limit = (zfs_write_limit_override ?
 617             zfs_write_limit_override : dp->dp_write_limit);
 618
 619         if (zfs_no_write_throttle) {
 620                 atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK],
 621                     space);
 622                 return (0);
 623         }
 624
 625         /*
 626          * Check to see if we have exceeded the maximum allowed IO for
 627          * this transaction group.  We can do this without locks since
 628          * a little slop here is ok.  Note that we do the reserved check
 629          * with only half the requested reserve: this is because the
 630          * reserve requests are worst-case, and we really don't want to
 631          * throttle based off of worst-case estimates.
 632          */
 633         if (write_limit > 0) {
 634                 reserved = dp->dp_space_towrite[tx->tx_txg & TXG_MASK]
 635                     + dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK] / 2;
 636
 637                 if (reserved && reserved > write_limit)
 638                         return (SET_ERROR(ERESTART));
 639         }
 640
 641         atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK], space);
 642
 643         /*
 644          * If this transaction group is over 7/8ths capacity, delay
 645          * the caller 1 clock tick.  This will slow down the "fill"
 646          * rate until the sync process can catch up with us.
 647          */
 648         if (reserved && reserved > (write_limit - (write_limit >> 3))) {
 649                 txg_delay(dp, tx->tx_txg, zfs_throttle_delay,
 650                     zfs_throttle_resolution);
 651         }
 652
 653         return (0);
 654 }
 655
 656 void
 657 dsl_pool_tempreserve_clear(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
 658 {
 659         ASSERT(dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK] >= space);
 660         atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK], -space);
 661 }
 662
 663 void
 664 dsl_pool_memory_pressure(dsl_pool_t *dp)
 665 {
 666         uint64_t space_inuse = 0;
 667         int i;
 668
 669         if (dp->dp_write_limit == zfs_write_limit_min)
 670                 return;
 671
 672         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 673                 space_inuse += dp->dp_space_towrite[i];
 674                 space_inuse += dp->dp_tempreserved[i];
 675         }
 676         dp->dp_write_limit = MAX(zfs_write_limit_min,
 677             MIN(dp->dp_write_limit, space_inuse / 4));
 678 }
 679
 680 void
 681 dsl_pool_willuse_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
 682 {
 683         if (space > 0) {
 684                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
 685                 dp->dp_space_towrite[tx->tx_txg & TXG_MASK] += space;
 686                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
 687         }
 688 }
 689
 690 /* ARGSUSED */
 691 static int
 692 upgrade_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *hds, void *arg)
 693 {
 694         dmu_tx_t *tx = arg;
 695         dsl_dataset_t *ds, *prev = NULL;
 696         int err;
 697
 698         err = dsl_dataset_hold_obj(dp, hds->ds_object, FTAG, &ds);
 699         if (err)
 700                 return (err);
 701
 702         while (ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj != 0) {
 703                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
 704                     FTAG, &prev);
 705                 if (err) {
 706                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 707                         return (err);
 708                 }
 709
 710                 if (prev->ds_phys->ds_next_snap_obj != ds->ds_object)
 711                         break;
 712                 dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 713                 ds = prev;
 714                 prev = NULL;
 715         }
 716
 717         if (prev == NULL) {
 718                 prev = dp->dp_origin_snap;
 719
 720                 /*
 721                  * The $ORIGIN can't have any data, or the accounting
 722                  * will be wrong.
 723                  */
 724                 ASSERT0(prev->ds_phys->ds_bp.blk_birth);
 725
 726                 /* The origin doesn't get attached to itself */
 727                 if (ds->ds_object == prev->ds_object) {
 728                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 729                         return (0);
 730                 }
 731
 732                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dbuf, tx);
 733                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj = prev->ds_object;
 734                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_txg = prev->ds_phys->ds_creation_txg;
 735
 736                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dir->dd_dbuf, tx);
 737                 ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj = prev->ds_object;
 738
 739                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
 740                 prev->ds_phys->ds_num_children++;
 741
 742                 if (ds->ds_phys->ds_next_snap_obj == 0) {
 743                         ASSERT(ds->ds_prev == NULL);
 744                         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
 745                             ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, ds, &ds->ds_prev));
 746                 }
 747         }
 748
 749         ASSERT3U(ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj, ==, prev->ds_object);
 750         ASSERT3U(ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, ==, prev->ds_object);
 751
 752         if (prev->ds_phys->ds_next_clones_obj == 0) {
 753                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
 754                 prev->ds_phys->ds_next_clones_obj =
 755                     zap_create(dp->dp_meta_objset,
 756                     DMU_OT_NEXT_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
 757         }
 758         VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
 759             prev->ds_phys->ds_next_clones_obj, ds->ds_object, tx));
 760
 761         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 762         if (prev != dp->dp_origin_snap)
 763                 dsl_dataset_rele(prev, FTAG);
 764         return (0);
 765 }
 766
 767 void
 768 dsl_pool_upgrade_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 769 {
 770         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 771         ASSERT(dp->dp_origin_snap != NULL);
 772
 773         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj, upgrade_clones_cb,
 774             tx, DS_FIND_CHILDREN));
 775 }
 776
 777 /* ARGSUSED */
 778 static int
 779 upgrade_dir_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *ds, void *arg)
 780 {
 781         dmu_tx_t *tx = arg;
 782         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 783
 784         if (ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj != 0) {
 785                 dsl_dataset_t *origin;
 786
 787                 VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
 788                     ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj, FTAG, &origin));
 789
 790                 if (origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones == 0) {
 791                         dmu_buf_will_dirty(origin->ds_dir->dd_dbuf, tx);
 792                         origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones = zap_create(mos,
 793                             DMU_OT_DSL_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
 794                 }
 795
 796                 VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
 797                     origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones, ds->ds_object, tx));
 798
 799                 dsl_dataset_rele(origin, FTAG);
 800         }
 801         return (0);
 802 }
 803
 804 void
 805 dsl_pool_upgrade_dir_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 806 {
 807         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 808         uint64_t obj;
 809
 810         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, FREE_DIR_NAME, tx);
 811         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
 812             FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
 813
 814         /*
 815          * We can't use bpobj_alloc(), because spa_version() still
 816          * returns the old version, and we need a new-version bpobj with
 817          * subobj support.  So call dmu_object_alloc() directly.
 818          */
 819         obj = dmu_object_alloc(dp->dp_meta_objset, DMU_OT_BPOBJ,
 820             SPA_MAXBLOCKSIZE, DMU_OT_BPOBJ_HDR, sizeof (bpobj_phys_t), tx);
 821         VERIFY0(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 822             DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
 823         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj, dp->dp_meta_objset, obj));
 824
 825         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj,
 826             upgrade_dir_clones_cb, tx, DS_FIND_CHILDREN));
 827 }
 828
 829 void
 830 dsl_pool_create_origin(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 831 {
 832         uint64_t dsobj;
 833         dsl_dataset_t *ds;
 834
 835         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 836         ASSERT(dp->dp_origin_snap == NULL);
 837         ASSERT(rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER));
 838
 839         /* create the origin dir, ds, & snap-ds */
 840         dsobj = dsl_dataset_create_sync(dp->dp_root_dir, ORIGIN_DIR_NAME,
 841             NULL, 0, kcred, tx);
 842         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
 843         dsl_dataset_snapshot_sync_impl(ds, ORIGIN_DIR_NAME, tx);
 844         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
 845             dp, &dp->dp_origin_snap));
 846         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 847 }
 848
 849 taskq_t *
 850 dsl_pool_vnrele_taskq(dsl_pool_t *dp)
 851 {
 852         return (dp->dp_vnrele_taskq);
 853 }
 854
 855 /*
 856  * Walk through the pool-wide zap object of temporary snapshot user holds
 857  * and release them.
 858  */
 859 void
 860 dsl_pool_clean_tmp_userrefs(dsl_pool_t *dp)
 861 {
 862         zap_attribute_t za;
 863         zap_cursor_t zc;
 864         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 865         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
 866         nvlist_t *holds;
 867
 868         if (zapobj == 0)
 869                 return;
 870         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
 871
 872         holds = fnvlist_alloc();
 873
 874         for (zap_cursor_init(&zc, mos, zapobj);
 875             zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0;
 876             zap_cursor_advance(&zc)) {
 877                 char *htag;
 878                 nvlist_t *tags;
 879
 880                 htag = strchr(za.za_name, '-');
 881                 *htag = '\0';
 882                 ++htag;
 883                 if (nvlist_lookup_nvlist(holds, za.za_name, &tags) != 0) {
 884                         tags = fnvlist_alloc();
 885                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
 886                         fnvlist_add_nvlist(holds, za.za_name, tags);
 887                         fnvlist_free(tags);
 888                 } else {
 889                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
 890                 }
 891         }
 892         dsl_dataset_user_release_tmp(dp, holds);
 893         fnvlist_free(holds);
 894         zap_cursor_fini(&zc);
 895 }
 896
 897 /*
 898  * Create the pool-wide zap object for storing temporary snapshot holds.
 899  */
 900 void
 901 dsl_pool_user_hold_create_obj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 902 {
 903         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 904
 905         ASSERT(dp->dp_tmp_userrefs_obj == 0);
 906         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 907
 908         dp->dp_tmp_userrefs_obj = zap_create_link(mos, DMU_OT_USERREFS,
 909             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT, DMU_POOL_TMP_USERREFS, tx);
 910 }
 911
 912 static int
 913 dsl_pool_user_hold_rele_impl(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj,
 914     const char *tag, uint64_t now, dmu_tx_t *tx, boolean_t holding)
 915 {
 916         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 917         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
 918         char *name;
 919         int error;
 920
 921         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
 922         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 923
 924         /*
 925          * If the pool was created prior to SPA_VERSION_USERREFS, the
 926          * zap object for temporary holds might not exist yet.
 927          */
 928         if (zapobj == 0) {
 929                 if (holding) {
 930                         dsl_pool_user_hold_create_obj(dp, tx);
 931                         zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
 932                 } else {
 933                         return (SET_ERROR(ENOENT));
 934                 }
 935         }
 936
 937         name = kmem_asprintf("%llx-%s", (u_longlong_t)dsobj, tag);
 938         if (holding)
 939                 error = zap_add(mos, zapobj, name, 8, 1, &now, tx);
 940         else
 941                 error = zap_remove(mos, zapobj, name, tx);
 942         strfree(name);
 943
 944         return (error);
 945 }
 946
 947 /*
 948  * Add a temporary hold for the given dataset object and tag.
 949  */
 950 int
 951 dsl_pool_user_hold(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
 952     uint64_t now, dmu_tx_t *tx)
 953 {
 954         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, now, tx, B_TRUE));
 955 }
 956
 957 /*
 958  * Release a temporary hold for the given dataset object and tag.
 959  */
 960 int
 961 dsl_pool_user_release(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
 962     dmu_tx_t *tx)
 963 {
 964         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, 0,
 965             tx, B_FALSE));
 966 }
 967
 968 /*
 969  * DSL Pool Configuration Lock
 970  *
 971  * The dp_config_rwlock protects against changes to DSL state (e.g. dataset
 972  * creation / destruction / rename / property setting).  It must be held for
 973  * read to hold a dataset or dsl_dir.  I.e. you must call
 974  * dsl_pool_config_enter() or dsl_pool_hold() before calling
 975  * dsl_{dataset,dir}_hold{_obj}.  In most circumstances, the dp_config_rwlock
 976  * must be held continuously until all datasets and dsl_dirs are released.
 977  *
 978  * The only exception to this rule is that if a "long hold" is placed on
 979  * a dataset, then the dp_config_rwlock may be dropped while the dataset
 980  * is still held.  The long hold will prevent the dataset from being
 981  * destroyed -- the destroy will fail with EBUSY.  A long hold can be
 982  * obtained by calling dsl_dataset_long_hold(), or by "owning" a dataset
 983  * (by calling dsl_{dataset,objset}_{try}own{_obj}).
 984  *
 985  * Legitimate long-holders (including owners) should be long-running, cancelable
 986  * tasks that should cause "zfs destroy" to fail.  This includes DMU
 987  * consumers (i.e. a ZPL filesystem being mounted or ZVOL being open),
 988  * "zfs send", and "zfs diff".  There are several other long-holders whose
 989  * uses are suboptimal (e.g. "zfs promote", and zil_suspend()).
 990  *
 991  * The usual formula for long-holding would be:
 992  * dsl_pool_hold()
 993  * dsl_dataset_hold()
 994  * ... perform checks ...
 995  * dsl_dataset_long_hold()
 996  * dsl_pool_rele()
 997  * ... perform long-running task ...
 998  * dsl_dataset_long_rele()
 999  * dsl_dataset_rele()
1000  *
1001  * Note that when the long hold is released, the dataset is still held but
1002  * the pool is not held.  The dataset may change arbitrarily during this time
1003  * (e.g. it could be destroyed).  Therefore you shouldn't do anything to the
1004  * dataset except release it.
1005  *
1006  * User-initiated operations (e.g. ioctls, zfs_ioc_*()) are either read-only
1007  * or modifying operations.
1008  *
1009  * Modifying operations should generally use dsl_sync_task().  The synctask
1010  * infrastructure enforces proper locking strategy with respect to the
1011  * dp_config_rwlock.  See the comment above dsl_sync_task() for details.
1012  *
1013  * Read-only operations will manually hold the pool, then the dataset, obtain
1014  * information from the dataset, then release the pool and dataset.
1015  * dmu_objset_{hold,rele}() are convenience routines that also do the pool
1016  * hold/rele.
1017  */
1018
1019 int
1020 dsl_pool_hold(const char *name, void *tag, dsl_pool_t **dp)
1021 {
1022         spa_t *spa;
1023         int error;
1024
1025         error = spa_open(name, &spa, tag);
1026         if (error == 0) {
1027                 *dp = spa_get_dsl(spa);
1028                 dsl_pool_config_enter(*dp, tag);
1029         }
1030         return (error);
1031 }
1032
1033 void
1034 dsl_pool_rele(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1035 {
1036         dsl_pool_config_exit(dp, tag);
1037         spa_close(dp->dp_spa, tag);
1038 }
1039
1040 void
1041 dsl_pool_config_enter(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1042 {
1043         /*
1044          * We use a "reentrant" reader-writer lock, but not reentrantly.
1045          *
1046          * The rrwlock can (with the track_all flag) track all reading threads,
1047          * which is very useful for debugging which code path failed to release
1048          * the lock, and for verifying that the *current* thread does hold
1049          * the lock.
1050          *
1051          * (Unlike a rwlock, which knows that N threads hold it for
1052          * read, but not *which* threads, so rw_held(RW_READER) returns TRUE
1053          * if any thread holds it for read, even if this thread doesn't).
1054          */
1055         ASSERT(!rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER));
1056         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER, tag);
1057 }
1058
1059 void
1060 dsl_pool_config_exit(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1061 {
1062         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, tag);
1063 }
1064
1065 boolean_t
1066 dsl_pool_config_held(dsl_pool_t *dp)
1067 {
1068         return (RRW_LOCK_HELD(&dp->dp_config_rwlock));
1069 }