]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/9.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dsl_pool.c
MFC r259813 + r259816: MFV r258374:
[FreeBSD/stable/9.git] / 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 /*
50  * ZFS Write Throttle
51  * ------------------
52  *
53  * ZFS must limit the rate of incoming writes to the rate at which it is able
54  * to sync data modifications to the backend storage. Throttling by too much
55  * creates an artificial limit; throttling by too little can only be sustained
56  * for short periods and would lead to highly lumpy performance. On a per-pool
57  * basis, ZFS tracks the amount of modified (dirty) data. As operations change
58  * data, the amount of dirty data increases; as ZFS syncs out data, the amount
59  * of dirty data decreases. When the amount of dirty data exceeds a
60  * predetermined threshold further modifications are blocked until the amount
61  * of dirty data decreases (as data is synced out).
62  *
63  * The limit on dirty data is tunable, and should be adjusted according to
64  * both the IO capacity and available memory of the system. The larger the
65  * window, the more ZFS is able to aggregate and amortize metadata (and data)
66  * changes. However, memory is a limited resource, and allowing for more dirty
67  * data comes at the cost of keeping other useful data in memory (for example
68  * ZFS data cached by the ARC).
69  *
70  * Implementation
71  *
72  * As buffers are modified dsl_pool_willuse_space() increments both the per-
73  * txg (dp_dirty_pertxg[]) and poolwide (dp_dirty_total) accounting of
74  * dirty space used; dsl_pool_dirty_space() decrements those values as data
75  * is synced out from dsl_pool_sync(). While only the poolwide value is
76  * relevant, the per-txg value is useful for debugging. The tunable
77  * zfs_dirty_data_max determines the dirty space limit. Once that value is
78  * exceeded, new writes are halted until space frees up.
79  *
80  * The zfs_dirty_data_sync tunable dictates the threshold at which we
81  * ensure that there is a txg syncing (see the comment in txg.c for a full
82  * description of transaction group stages).
83  *
84  * The IO scheduler uses both the dirty space limit and current amount of
85  * dirty data as inputs. Those values affect the number of concurrent IOs ZFS
86  * issues. See the comment in vdev_queue.c for details of the IO scheduler.
87  *
88  * The delay is also calculated based on the amount of dirty data.  See the
89  * comment above dmu_tx_delay() for details.
90  */
91
92 /*
93  * zfs_dirty_data_max will be set to zfs_dirty_data_max_percent% of all memory,
94  * capped at zfs_dirty_data_max_max.  It can also be overridden in /etc/system.
95  */
96 uint64_t zfs_dirty_data_max;
97 uint64_t zfs_dirty_data_max_max = 4ULL * 1024 * 1024 * 1024;
98 int zfs_dirty_data_max_percent = 10;
99
100 /*
101  * If there is at least this much dirty data, push out a txg.
102  */
103 uint64_t zfs_dirty_data_sync = 64 * 1024 * 1024;
104
105 /*
106  * Once there is this amount of dirty data, the dmu_tx_delay() will kick in
107  * and delay each transaction.
108  * This value should be >= zfs_vdev_async_write_active_max_dirty_percent.
109  */
110 int zfs_delay_min_dirty_percent = 60;
111
112 /*
113  * This controls how quickly the delay approaches infinity.
114  * Larger values cause it to delay less for a given amount of dirty data.
115  * Therefore larger values will cause there to be more dirty data for a
116  * given throughput.
117  *
118  * For the smoothest delay, this value should be about 1 billion divided
119  * by the maximum number of operations per second.  This will smoothly
120  * handle between 10x and 1/10th this number.
121  *
122  * Note: zfs_delay_scale * zfs_dirty_data_max must be < 2^64, due to the
123  * multiply in dmu_tx_delay().
124  */
125 uint64_t zfs_delay_scale = 1000 * 1000 * 1000 / 2000;
126
127
128 /*
129  * XXX someday maybe turn these into #defines, and you have to tune it on a
130  * per-pool basis using zfs.conf.
131  */
132
133
134 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
135 #if 0
136 TUNABLE_INT("vfs.zfs.no_write_throttle", &zfs_no_write_throttle);
137 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, no_write_throttle, CTLFLAG_RDTUN,
138     &zfs_no_write_throttle, 0, "");
139 TUNABLE_INT("vfs.zfs.write_limit_shift", &zfs_write_limit_shift);
140 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, write_limit_shift, CTLFLAG_RDTUN,
141     &zfs_write_limit_shift, 0, "2^N of physical memory");
142 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs_txg);
143 TUNABLE_INT("vfs.zfs.txg.synctime_ms", &zfs_txg_synctime_ms);
144 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_txg, OID_AUTO, synctime_ms, CTLFLAG_RDTUN,
145     &zfs_txg_synctime_ms, 0, "Target milliseconds to sync a txg");
146
147 TUNABLE_QUAD("vfs.zfs.write_limit_min", &zfs_write_limit_min);
148 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, write_limit_min, CTLFLAG_RDTUN,
149     &zfs_write_limit_min, 0, "Minimum write limit");
150 TUNABLE_QUAD("vfs.zfs.write_limit_max", &zfs_write_limit_max);
151 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, write_limit_max, CTLFLAG_RDTUN,
152     &zfs_write_limit_max, 0, "Maximum data payload per txg");
153 TUNABLE_QUAD("vfs.zfs.write_limit_inflated", &zfs_write_limit_inflated);
154 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, write_limit_inflated, CTLFLAG_RDTUN,
155     &zfs_write_limit_inflated, 0, "Maximum size of the dynamic write limit");
156 TUNABLE_QUAD("vfs.zfs.write_limit_override", &zfs_write_limit_override);
157 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, write_limit_override, CTLFLAG_RDTUN,
158     &zfs_write_limit_override, 0,
159     "Force a txg if dirty buffers exceed this value (bytes)");
160 #endif
161
162 hrtime_t zfs_throttle_delay = MSEC2NSEC(10);
163 hrtime_t zfs_throttle_resolution = MSEC2NSEC(10);
164
165 int
166 dsl_pool_open_special_dir(dsl_pool_t *dp, const char *name, dsl_dir_t **ddp)
167 {
168         uint64_t obj;
169         int err;
170
171         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset,
172             dp->dp_root_dir->dd_phys->dd_child_dir_zapobj,
173             name, sizeof (obj), 1, &obj);
174         if (err)
175                 return (err);
176
177         return (dsl_dir_hold_obj(dp, obj, name, dp, ddp));
178 }
179
180 static dsl_pool_t *
181 dsl_pool_open_impl(spa_t *spa, uint64_t txg)
182 {
183         dsl_pool_t *dp;
184         blkptr_t *bp = spa_get_rootblkptr(spa);
185
186         dp = kmem_zalloc(sizeof (dsl_pool_t), KM_SLEEP);
187         dp->dp_spa = spa;
188         dp->dp_meta_rootbp = *bp;
189         rrw_init(&dp->dp_config_rwlock, B_TRUE);
190         txg_init(dp, txg);
191
192         txg_list_create(&dp->dp_dirty_datasets,
193             offsetof(dsl_dataset_t, ds_dirty_link));
194         txg_list_create(&dp->dp_dirty_zilogs,
195             offsetof(zilog_t, zl_dirty_link));
196         txg_list_create(&dp->dp_dirty_dirs,
197             offsetof(dsl_dir_t, dd_dirty_link));
198         txg_list_create(&dp->dp_sync_tasks,
199             offsetof(dsl_sync_task_t, dst_node));
200
201         mutex_init(&dp->dp_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
202         cv_init(&dp->dp_spaceavail_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
203
204         dp->dp_vnrele_taskq = taskq_create("zfs_vn_rele_taskq", 1, minclsyspri,
205             1, 4, 0);
206
207         return (dp);
208 }
209
210 int
211 dsl_pool_init(spa_t *spa, uint64_t txg, dsl_pool_t **dpp)
212 {
213         int err;
214         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
215
216         err = dmu_objset_open_impl(spa, NULL, &dp->dp_meta_rootbp,
217             &dp->dp_meta_objset);
218         if (err != 0)
219                 dsl_pool_close(dp);
220         else
221                 *dpp = dp;
222
223         return (err);
224 }
225
226 int
227 dsl_pool_open(dsl_pool_t *dp)
228 {
229         int err;
230         dsl_dir_t *dd;
231         dsl_dataset_t *ds;
232         uint64_t obj;
233
234         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
235         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
236             DMU_POOL_ROOT_DATASET, sizeof (uint64_t), 1,
237             &dp->dp_root_dir_obj);
238         if (err)
239                 goto out;
240
241         err = dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
242             NULL, dp, &dp->dp_root_dir);
243         if (err)
244                 goto out;
245
246         err = dsl_pool_open_special_dir(dp, MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir);
247         if (err)
248                 goto out;
249
250         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_ORIGIN) {
251                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, ORIGIN_DIR_NAME, &dd);
252                 if (err)
253                         goto out;
254                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp, dd->dd_phys->dd_head_dataset_obj,
255                     FTAG, &ds);
256                 if (err == 0) {
257                         err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
258                             ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, dp,
259                             &dp->dp_origin_snap);
260                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
261                 }
262                 dsl_dir_rele(dd, dp);
263                 if (err)
264                         goto out;
265         }
266
267         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
268                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, FREE_DIR_NAME,
269                     &dp->dp_free_dir);
270                 if (err)
271                         goto out;
272
273                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
274                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
275                 if (err)
276                         goto out;
277                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
278                     dp->dp_meta_objset, obj));
279         }
280
281         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_ASYNC_DESTROY)) {
282                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
283                     DMU_POOL_BPTREE_OBJ, sizeof (uint64_t), 1,
284                     &dp->dp_bptree_obj);
285                 if (err != 0)
286                         goto out;
287         }
288
289         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_EMPTY_BPOBJ)) {
290                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
291                     DMU_POOL_EMPTY_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1,
292                     &dp->dp_empty_bpobj);
293                 if (err != 0)
294                         goto out;
295         }
296
297         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
298             DMU_POOL_TMP_USERREFS, sizeof (uint64_t), 1,
299             &dp->dp_tmp_userrefs_obj);
300         if (err == ENOENT)
301                 err = 0;
302         if (err)
303                 goto out;
304
305         err = dsl_scan_init(dp, dp->dp_tx.tx_open_txg);
306
307 out:
308         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
309         return (err);
310 }
311
312 void
313 dsl_pool_close(dsl_pool_t *dp)
314 {
315         /*
316          * Drop our references from dsl_pool_open().
317          *
318          * Since we held the origin_snap from "syncing" context (which
319          * includes pool-opening context), it actually only got a "ref"
320          * and not a hold, so just drop that here.
321          */
322         if (dp->dp_origin_snap)
323                 dsl_dataset_rele(dp->dp_origin_snap, dp);
324         if (dp->dp_mos_dir)
325                 dsl_dir_rele(dp->dp_mos_dir, dp);
326         if (dp->dp_free_dir)
327                 dsl_dir_rele(dp->dp_free_dir, dp);
328         if (dp->dp_root_dir)
329                 dsl_dir_rele(dp->dp_root_dir, dp);
330
331         bpobj_close(&dp->dp_free_bpobj);
332
333         /* undo the dmu_objset_open_impl(mos) from dsl_pool_open() */
334         if (dp->dp_meta_objset)
335                 dmu_objset_evict(dp->dp_meta_objset);
336
337         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_datasets);
338         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_zilogs);
339         txg_list_destroy(&dp->dp_sync_tasks);
340         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_dirs);
341
342         arc_flush(dp->dp_spa);
343         txg_fini(dp);
344         dsl_scan_fini(dp);
345         rrw_destroy(&dp->dp_config_rwlock);
346         mutex_destroy(&dp->dp_lock);
347         taskq_destroy(dp->dp_vnrele_taskq);
348         if (dp->dp_blkstats)
349                 kmem_free(dp->dp_blkstats, sizeof (zfs_all_blkstats_t));
350         kmem_free(dp, sizeof (dsl_pool_t));
351 }
352
353 dsl_pool_t *
354 dsl_pool_create(spa_t *spa, nvlist_t *zplprops, uint64_t txg)
355 {
356         int err;
357         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
358         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
359         objset_t *os;
360         dsl_dataset_t *ds;
361         uint64_t obj;
362
363         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
364
365         /* create and open the MOS (meta-objset) */
366         dp->dp_meta_objset = dmu_objset_create_impl(spa,
367             NULL, &dp->dp_meta_rootbp, DMU_OST_META, tx);
368
369         /* create the pool directory */
370         err = zap_create_claim(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
371             DMU_OT_OBJECT_DIRECTORY, DMU_OT_NONE, 0, tx);
372         ASSERT0(err);
373
374         /* Initialize scan structures */
375         VERIFY0(dsl_scan_init(dp, txg));
376
377         /* create and open the root dir */
378         dp->dp_root_dir_obj = dsl_dir_create_sync(dp, NULL, NULL, tx);
379         VERIFY0(dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
380             NULL, dp, &dp->dp_root_dir));
381
382         /* create and open the meta-objset dir */
383         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, MOS_DIR_NAME, tx);
384         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
385             MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir));
386
387         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
388                 /* create and open the free dir */
389                 (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir,
390                     FREE_DIR_NAME, tx);
391                 VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
392                     FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
393
394                 /* create and open the free_bplist */
395                 obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_MAXBLOCKSIZE, tx);
396                 VERIFY(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
397                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx) == 0);
398                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
399                     dp->dp_meta_objset, obj));
400         }
401
402         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DSL_SCRUB)
403                 dsl_pool_create_origin(dp, tx);
404
405         /* create the root dataset */
406         obj = dsl_dataset_create_sync_dd(dp->dp_root_dir, NULL, 0, tx);
407
408         /* create the root objset */
409         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, obj, FTAG, &ds));
410         os = dmu_objset_create_impl(dp->dp_spa, ds,
411             dsl_dataset_get_blkptr(ds), DMU_OST_ZFS, tx);
412 #ifdef _KERNEL
413         zfs_create_fs(os, kcred, zplprops, tx);
414 #endif
415         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
416
417         dmu_tx_commit(tx);
418
419         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
420
421         return (dp);
422 }
423
424 /*
425  * Account for the meta-objset space in its placeholder dsl_dir.
426  */
427 void
428 dsl_pool_mos_diduse_space(dsl_pool_t *dp,
429     int64_t used, int64_t comp, int64_t uncomp)
430 {
431         ASSERT3U(comp, ==, uncomp); /* it's all metadata */
432         mutex_enter(&dp->dp_lock);
433         dp->dp_mos_used_delta += used;
434         dp->dp_mos_compressed_delta += comp;
435         dp->dp_mos_uncompressed_delta += uncomp;
436         mutex_exit(&dp->dp_lock);
437 }
438
439 static int
440 deadlist_enqueue_cb(void *arg, const blkptr_t *bp, dmu_tx_t *tx)
441 {
442         dsl_deadlist_t *dl = arg;
443         dsl_deadlist_insert(dl, bp, tx);
444         return (0);
445 }
446
447 static void
448 dsl_pool_sync_mos(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
449 {
450         zio_t *zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
451         dmu_objset_sync(dp->dp_meta_objset, zio, tx);
452         VERIFY0(zio_wait(zio));
453         dprintf_bp(&dp->dp_meta_rootbp, "meta objset rootbp is %s", "");
454         spa_set_rootblkptr(dp->dp_spa, &dp->dp_meta_rootbp);
455 }
456
457 static void
458 dsl_pool_dirty_delta(dsl_pool_t *dp, int64_t delta)
459 {
460         ASSERT(MUTEX_HELD(&dp->dp_lock));
461
462         if (delta < 0)
463                 ASSERT3U(-delta, <=, dp->dp_dirty_total);
464
465         dp->dp_dirty_total += delta;
466
467         /*
468          * Note: we signal even when increasing dp_dirty_total.
469          * This ensures forward progress -- each thread wakes the next waiter.
470          */
471         if (dp->dp_dirty_total <= zfs_dirty_data_max)
472                 cv_signal(&dp->dp_spaceavail_cv);
473 }
474
475 void
476 dsl_pool_sync(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
477 {
478         zio_t *zio;
479         dmu_tx_t *tx;
480         dsl_dir_t *dd;
481         dsl_dataset_t *ds;
482         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
483         list_t synced_datasets;
484
485         list_create(&synced_datasets, sizeof (dsl_dataset_t),
486             offsetof(dsl_dataset_t, ds_synced_link));
487
488         tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
489
490         /*
491          * Write out all dirty blocks of dirty datasets.
492          */
493         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
494         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) != NULL) {
495                 /*
496                  * We must not sync any non-MOS datasets twice, because
497                  * we may have taken a snapshot of them.  However, we
498                  * may sync newly-created datasets on pass 2.
499                  */
500                 ASSERT(!list_link_active(&ds->ds_synced_link));
501                 list_insert_tail(&synced_datasets, ds);
502                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
503         }
504         VERIFY0(zio_wait(zio));
505
506         /*
507          * We have written all of the accounted dirty data, so our
508          * dp_space_towrite should now be zero.  However, some seldom-used
509          * code paths do not adhere to this (e.g. dbuf_undirty(), also
510          * rounding error in dbuf_write_physdone).
511          * Shore up the accounting of any dirtied space now.
512          */
513         dsl_pool_undirty_space(dp, dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK], txg);
514
515         /*
516          * After the data blocks have been written (ensured by the zio_wait()
517          * above), update the user/group space accounting.
518          */
519         for (ds = list_head(&synced_datasets); ds != NULL;
520             ds = list_next(&synced_datasets, ds)) {
521                 dmu_objset_do_userquota_updates(ds->ds_objset, tx);
522         }
523
524         /*
525          * Sync the datasets again to push out the changes due to
526          * userspace updates.  This must be done before we process the
527          * sync tasks, so that any snapshots will have the correct
528          * user accounting information (and we won't get confused
529          * about which blocks are part of the snapshot).
530          */
531         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
532         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) != NULL) {
533                 ASSERT(list_link_active(&ds->ds_synced_link));
534                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
535                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
536         }
537         VERIFY0(zio_wait(zio));
538
539         /*
540          * Now that the datasets have been completely synced, we can
541          * clean up our in-memory structures accumulated while syncing:
542          *
543          *  - move dead blocks from the pending deadlist to the on-disk deadlist
544          *  - release hold from dsl_dataset_dirty()
545          */
546         while ((ds = list_remove_head(&synced_datasets)) != NULL) {
547                 objset_t *os = ds->ds_objset;
548                 bplist_iterate(&ds->ds_pending_deadlist,
549                     deadlist_enqueue_cb, &ds->ds_deadlist, tx);
550                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(os, txg));
551                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
552         }
553         while ((dd = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_dirs, txg)) != NULL) {
554                 dsl_dir_sync(dd, tx);
555         }
556
557         /*
558          * The MOS's space is accounted for in the pool/$MOS
559          * (dp_mos_dir).  We can't modify the mos while we're syncing
560          * it, so we remember the deltas and apply them here.
561          */
562         if (dp->dp_mos_used_delta != 0 || dp->dp_mos_compressed_delta != 0 ||
563             dp->dp_mos_uncompressed_delta != 0) {
564                 dsl_dir_diduse_space(dp->dp_mos_dir, DD_USED_HEAD,
565                     dp->dp_mos_used_delta,
566                     dp->dp_mos_compressed_delta,
567                     dp->dp_mos_uncompressed_delta, tx);
568                 dp->dp_mos_used_delta = 0;
569                 dp->dp_mos_compressed_delta = 0;
570                 dp->dp_mos_uncompressed_delta = 0;
571         }
572
573         if (list_head(&mos->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL ||
574             list_head(&mos->os_free_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL) {
575                 dsl_pool_sync_mos(dp, tx);
576         }
577
578         /*
579          * If we modify a dataset in the same txg that we want to destroy it,
580          * its dsl_dir's dd_dbuf will be dirty, and thus have a hold on it.
581          * dsl_dir_destroy_check() will fail if there are unexpected holds.
582          * Therefore, we want to sync the MOS (thus syncing the dd_dbuf
583          * and clearing the hold on it) before we process the sync_tasks.
584          * The MOS data dirtied by the sync_tasks will be synced on the next
585          * pass.
586          */
587         if (!txg_list_empty(&dp->dp_sync_tasks, txg)) {
588                 dsl_sync_task_t *dst;
589                 /*
590                  * No more sync tasks should have been added while we
591                  * were syncing.
592                  */
593                 ASSERT3U(spa_sync_pass(dp->dp_spa), ==, 1);
594                 while ((dst = txg_list_remove(&dp->dp_sync_tasks, txg)) != NULL)
595                         dsl_sync_task_sync(dst, tx);
596         }
597
598         dmu_tx_commit(tx);
599
600         DTRACE_PROBE2(dsl_pool_sync__done, dsl_pool_t *dp, dp, uint64_t, txg);
601 }
602
603 void
604 dsl_pool_sync_done(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
605 {
606         zilog_t *zilog;
607
608         while (zilog = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_zilogs, txg)) {
609                 dsl_dataset_t *ds = dmu_objset_ds(zilog->zl_os);
610                 zil_clean(zilog, txg);
611                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(zilog->zl_os, txg));
612                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, zilog);
613         }
614         ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(dp->dp_meta_objset, txg));
615 }
616
617 /*
618  * TRUE if the current thread is the tx_sync_thread or if we
619  * are being called from SPA context during pool initialization.
620  */
621 int
622 dsl_pool_sync_context(dsl_pool_t *dp)
623 {
624         return (curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread ||
625             spa_is_initializing(dp->dp_spa));
626 }
627
628 uint64_t
629 dsl_pool_adjustedsize(dsl_pool_t *dp, boolean_t netfree)
630 {
631         uint64_t space, resv;
632
633         /*
634          * Reserve about 1.6% (1/64), or at least 32MB, for allocation
635          * efficiency.
636          * XXX The intent log is not accounted for, so it must fit
637          * within this slop.
638          *
639          * If we're trying to assess whether it's OK to do a free,
640          * cut the reservation in half to allow forward progress
641          * (e.g. make it possible to rm(1) files from a full pool).
642          */
643         space = spa_get_dspace(dp->dp_spa);
644         resv = MAX(space >> 6, SPA_MINDEVSIZE >> 1);
645         if (netfree)
646                 resv >>= 1;
647
648         return (space - resv);
649 }
650
651 boolean_t
652 dsl_pool_need_dirty_delay(dsl_pool_t *dp)
653 {
654         uint64_t delay_min_bytes =
655             zfs_dirty_data_max * zfs_delay_min_dirty_percent / 100;
656         boolean_t rv;
657
658         mutex_enter(&dp->dp_lock);
659         if (dp->dp_dirty_total > zfs_dirty_data_sync)
660                 txg_kick(dp);
661         rv = (dp->dp_dirty_total > delay_min_bytes);
662         mutex_exit(&dp->dp_lock);
663         return (rv);
664 }
665
666 void
667 dsl_pool_dirty_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
668 {
669         if (space > 0) {
670                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
671                 dp->dp_dirty_pertxg[tx->tx_txg & TXG_MASK] += space;
672                 dsl_pool_dirty_delta(dp, space);
673                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
674         }
675 }
676
677 void
678 dsl_pool_undirty_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, uint64_t txg)
679 {
680         ASSERT3S(space, >=, 0);
681         if (space == 0)
682                 return;
683         mutex_enter(&dp->dp_lock);
684         if (dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] < space) {
685                 /* XXX writing something we didn't dirty? */
686                 space = dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK];
687         }
688         ASSERT3U(dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK], >=, space);
689         dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] -= space;
690         ASSERT3U(dp->dp_dirty_total, >=, space);
691         dsl_pool_dirty_delta(dp, -space);
692         mutex_exit(&dp->dp_lock);
693 }
694
695 /* ARGSUSED */
696 static int
697 upgrade_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *hds, void *arg)
698 {
699         dmu_tx_t *tx = arg;
700         dsl_dataset_t *ds, *prev = NULL;
701         int err;
702
703         err = dsl_dataset_hold_obj(dp, hds->ds_object, FTAG, &ds);
704         if (err)
705                 return (err);
706
707         while (ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj != 0) {
708                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
709                     FTAG, &prev);
710                 if (err) {
711                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
712                         return (err);
713                 }
714
715                 if (prev->ds_phys->ds_next_snap_obj != ds->ds_object)
716                         break;
717                 dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
718                 ds = prev;
719                 prev = NULL;
720         }
721
722         if (prev == NULL) {
723                 prev = dp->dp_origin_snap;
724
725                 /*
726                  * The $ORIGIN can't have any data, or the accounting
727                  * will be wrong.
728                  */
729                 ASSERT0(prev->ds_phys->ds_bp.blk_birth);
730
731                 /* The origin doesn't get attached to itself */
732                 if (ds->ds_object == prev->ds_object) {
733                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
734                         return (0);
735                 }
736
737                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dbuf, tx);
738                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj = prev->ds_object;
739                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_txg = prev->ds_phys->ds_creation_txg;
740
741                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dir->dd_dbuf, tx);
742                 ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj = prev->ds_object;
743
744                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
745                 prev->ds_phys->ds_num_children++;
746
747                 if (ds->ds_phys->ds_next_snap_obj == 0) {
748                         ASSERT(ds->ds_prev == NULL);
749                         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
750                             ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, ds, &ds->ds_prev));
751                 }
752         }
753
754         ASSERT3U(ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj, ==, prev->ds_object);
755         ASSERT3U(ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, ==, prev->ds_object);
756
757         if (prev->ds_phys->ds_next_clones_obj == 0) {
758                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
759                 prev->ds_phys->ds_next_clones_obj =
760                     zap_create(dp->dp_meta_objset,
761                     DMU_OT_NEXT_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
762         }
763         VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
764             prev->ds_phys->ds_next_clones_obj, ds->ds_object, tx));
765
766         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
767         if (prev != dp->dp_origin_snap)
768                 dsl_dataset_rele(prev, FTAG);
769         return (0);
770 }
771
772 void
773 dsl_pool_upgrade_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
774 {
775         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
776         ASSERT(dp->dp_origin_snap != NULL);
777
778         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj, upgrade_clones_cb,
779             tx, DS_FIND_CHILDREN));
780 }
781
782 /* ARGSUSED */
783 static int
784 upgrade_dir_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *ds, void *arg)
785 {
786         dmu_tx_t *tx = arg;
787         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
788
789         if (ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj != 0) {
790                 dsl_dataset_t *origin;
791
792                 VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
793                     ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj, FTAG, &origin));
794
795                 if (origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones == 0) {
796                         dmu_buf_will_dirty(origin->ds_dir->dd_dbuf, tx);
797                         origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones = zap_create(mos,
798                             DMU_OT_DSL_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
799                 }
800
801                 VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
802                     origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones, ds->ds_object, tx));
803
804                 dsl_dataset_rele(origin, FTAG);
805         }
806         return (0);
807 }
808
809 void
810 dsl_pool_upgrade_dir_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
811 {
812         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
813         uint64_t obj;
814
815         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, FREE_DIR_NAME, tx);
816         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
817             FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
818
819         /*
820          * We can't use bpobj_alloc(), because spa_version() still
821          * returns the old version, and we need a new-version bpobj with
822          * subobj support.  So call dmu_object_alloc() directly.
823          */
824         obj = dmu_object_alloc(dp->dp_meta_objset, DMU_OT_BPOBJ,
825             SPA_MAXBLOCKSIZE, DMU_OT_BPOBJ_HDR, sizeof (bpobj_phys_t), tx);
826         VERIFY0(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
827             DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
828         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj, dp->dp_meta_objset, obj));
829
830         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj,
831             upgrade_dir_clones_cb, tx, DS_FIND_CHILDREN));
832 }
833
834 void
835 dsl_pool_create_origin(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
836 {
837         uint64_t dsobj;
838         dsl_dataset_t *ds;
839
840         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
841         ASSERT(dp->dp_origin_snap == NULL);
842         ASSERT(rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER));
843
844         /* create the origin dir, ds, & snap-ds */
845         dsobj = dsl_dataset_create_sync(dp->dp_root_dir, ORIGIN_DIR_NAME,
846             NULL, 0, kcred, tx);
847         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
848         dsl_dataset_snapshot_sync_impl(ds, ORIGIN_DIR_NAME, tx);
849         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
850             dp, &dp->dp_origin_snap));
851         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
852 }
853
854 taskq_t *
855 dsl_pool_vnrele_taskq(dsl_pool_t *dp)
856 {
857         return (dp->dp_vnrele_taskq);
858 }
859
860 /*
861  * Walk through the pool-wide zap object of temporary snapshot user holds
862  * and release them.
863  */
864 void
865 dsl_pool_clean_tmp_userrefs(dsl_pool_t *dp)
866 {
867         zap_attribute_t za;
868         zap_cursor_t zc;
869         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
870         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
871         nvlist_t *holds;
872
873         if (zapobj == 0)
874                 return;
875         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
876
877         holds = fnvlist_alloc();
878
879         for (zap_cursor_init(&zc, mos, zapobj);
880             zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0;
881             zap_cursor_advance(&zc)) {
882                 char *htag;
883                 nvlist_t *tags;
884
885                 htag = strchr(za.za_name, '-');
886                 *htag = '\0';
887                 ++htag;
888                 if (nvlist_lookup_nvlist(holds, za.za_name, &tags) != 0) {
889                         tags = fnvlist_alloc();
890                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
891                         fnvlist_add_nvlist(holds, za.za_name, tags);
892                         fnvlist_free(tags);
893                 } else {
894                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
895                 }
896         }
897         dsl_dataset_user_release_tmp(dp, holds);
898         fnvlist_free(holds);
899         zap_cursor_fini(&zc);
900 }
901
902 /*
903  * Create the pool-wide zap object for storing temporary snapshot holds.
904  */
905 void
906 dsl_pool_user_hold_create_obj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
907 {
908         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
909
910         ASSERT(dp->dp_tmp_userrefs_obj == 0);
911         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
912
913         dp->dp_tmp_userrefs_obj = zap_create_link(mos, DMU_OT_USERREFS,
914             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT, DMU_POOL_TMP_USERREFS, tx);
915 }
916
917 static int
918 dsl_pool_user_hold_rele_impl(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj,
919     const char *tag, uint64_t now, dmu_tx_t *tx, boolean_t holding)
920 {
921         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
922         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
923         char *name;
924         int error;
925
926         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
927         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
928
929         /*
930          * If the pool was created prior to SPA_VERSION_USERREFS, the
931          * zap object for temporary holds might not exist yet.
932          */
933         if (zapobj == 0) {
934                 if (holding) {
935                         dsl_pool_user_hold_create_obj(dp, tx);
936                         zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
937                 } else {
938                         return (SET_ERROR(ENOENT));
939                 }
940         }
941
942         name = kmem_asprintf("%llx-%s", (u_longlong_t)dsobj, tag);
943         if (holding)
944                 error = zap_add(mos, zapobj, name, 8, 1, &now, tx);
945         else
946                 error = zap_remove(mos, zapobj, name, tx);
947         strfree(name);
948
949         return (error);
950 }
951
952 /*
953  * Add a temporary hold for the given dataset object and tag.
954  */
955 int
956 dsl_pool_user_hold(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
957     uint64_t now, dmu_tx_t *tx)
958 {
959         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, now, tx, B_TRUE));
960 }
961
962 /*
963  * Release a temporary hold for the given dataset object and tag.
964  */
965 int
966 dsl_pool_user_release(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
967     dmu_tx_t *tx)
968 {
969         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, 0,
970             tx, B_FALSE));
971 }
972
973 /*
974  * DSL Pool Configuration Lock
975  *
976  * The dp_config_rwlock protects against changes to DSL state (e.g. dataset
977  * creation / destruction / rename / property setting).  It must be held for
978  * read to hold a dataset or dsl_dir.  I.e. you must call
979  * dsl_pool_config_enter() or dsl_pool_hold() before calling
980  * dsl_{dataset,dir}_hold{_obj}.  In most circumstances, the dp_config_rwlock
981  * must be held continuously until all datasets and dsl_dirs are released.
982  *
983  * The only exception to this rule is that if a "long hold" is placed on
984  * a dataset, then the dp_config_rwlock may be dropped while the dataset
985  * is still held.  The long hold will prevent the dataset from being
986  * destroyed -- the destroy will fail with EBUSY.  A long hold can be
987  * obtained by calling dsl_dataset_long_hold(), or by "owning" a dataset
988  * (by calling dsl_{dataset,objset}_{try}own{_obj}).
989  *
990  * Legitimate long-holders (including owners) should be long-running, cancelable
991  * tasks that should cause "zfs destroy" to fail.  This includes DMU
992  * consumers (i.e. a ZPL filesystem being mounted or ZVOL being open),
993  * "zfs send", and "zfs diff".  There are several other long-holders whose
994  * uses are suboptimal (e.g. "zfs promote", and zil_suspend()).
995  *
996  * The usual formula for long-holding would be:
997  * dsl_pool_hold()
998  * dsl_dataset_hold()
999  * ... perform checks ...
1000  * dsl_dataset_long_hold()
1001  * dsl_pool_rele()
1002  * ... perform long-running task ...
1003  * dsl_dataset_long_rele()
1004  * dsl_dataset_rele()
1005  *
1006  * Note that when the long hold is released, the dataset is still held but
1007  * the pool is not held.  The dataset may change arbitrarily during this time
1008  * (e.g. it could be destroyed).  Therefore you shouldn't do anything to the
1009  * dataset except release it.
1010  *
1011  * User-initiated operations (e.g. ioctls, zfs_ioc_*()) are either read-only
1012  * or modifying operations.
1013  *
1014  * Modifying operations should generally use dsl_sync_task().  The synctask
1015  * infrastructure enforces proper locking strategy with respect to the
1016  * dp_config_rwlock.  See the comment above dsl_sync_task() for details.
1017  *
1018  * Read-only operations will manually hold the pool, then the dataset, obtain
1019  * information from the dataset, then release the pool and dataset.
1020  * dmu_objset_{hold,rele}() are convenience routines that also do the pool
1021  * hold/rele.
1022  */
1023
1024 int
1025 dsl_pool_hold(const char *name, void *tag, dsl_pool_t **dp)
1026 {
1027         spa_t *spa;
1028         int error;
1029
1030         error = spa_open(name, &spa, tag);
1031         if (error == 0) {
1032                 *dp = spa_get_dsl(spa);
1033                 dsl_pool_config_enter(*dp, tag);
1034         }
1035         return (error);
1036 }
1037
1038 void
1039 dsl_pool_rele(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1040 {
1041         dsl_pool_config_exit(dp, tag);
1042         spa_close(dp->dp_spa, tag);
1043 }
1044
1045 void
1046 dsl_pool_config_enter(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1047 {
1048         /*
1049          * We use a "reentrant" reader-writer lock, but not reentrantly.
1050          *
1051          * The rrwlock can (with the track_all flag) track all reading threads,
1052          * which is very useful for debugging which code path failed to release
1053          * the lock, and for verifying that the *current* thread does hold
1054          * the lock.
1055          *
1056          * (Unlike a rwlock, which knows that N threads hold it for
1057          * read, but not *which* threads, so rw_held(RW_READER) returns TRUE
1058          * if any thread holds it for read, even if this thread doesn't).
1059          */
1060         ASSERT(!rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER));
1061         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER, tag);
1062 }
1063
1064 void
1065 dsl_pool_config_exit(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1066 {
1067         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, tag);
1068 }
1069
1070 boolean_t
1071 dsl_pool_config_held(dsl_pool_t *dp)
1072 {
1073         return (RRW_LOCK_HELD(&dp->dp_config_rwlock));
1074 }