module/zfs/dsl_pool.c

   1 /*
   2  * CDDL HEADER START
   3  *
   4  * The contents of this file are subject to the terms of the
   5  * Common Development and Distribution License (the "License").
   6  * You may not use this file except in compliance with the License.
   7  *
   8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
   9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
  10  * See the License for the specific language governing permissions
  11  * and limitations under the License.
  12  *
  13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
  14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
  15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
  16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
  17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
  18  *
  19  * CDDL HEADER END
  20  */
  21 /*
  22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  23  * Copyright (c) 2012 by Delphix. All rights reserved.
  24  */
  25
  26 #include <sys/dsl_pool.h>
  27 #include <sys/dsl_dataset.h>
  28 #include <sys/dsl_prop.h>
  29 #include <sys/dsl_dir.h>
  30 #include <sys/dsl_synctask.h>
  31 #include <sys/dsl_scan.h>
  32 #include <sys/dnode.h>
  33 #include <sys/dmu_tx.h>
  34 #include <sys/dmu_objset.h>
  35 #include <sys/arc.h>
  36 #include <sys/zap.h>
  37 #include <sys/zio.h>
  38 #include <sys/zfs_context.h>
  39 #include <sys/fs/zfs.h>
  40 #include <sys/zfs_znode.h>
  41 #include <sys/spa_impl.h>
  42 #include <sys/dsl_deadlist.h>
  43 #include <sys/bptree.h>
  44 #include <sys/zfeature.h>
  45 #include <sys/zil_impl.h>
  46
  47 int zfs_no_write_throttle = 0;
  48 int zfs_write_limit_shift = 3;                  /* 1/8th of physical memory */
  49 int zfs_txg_synctime_ms = 1000;         /* target millisecs to sync a txg */
  50 int zfs_txg_history = 60;               /* statistics for the last N txgs */
  51
  52 unsigned long zfs_write_limit_min = 32 << 20;   /* min write limit is 32MB */
  53 unsigned long zfs_write_limit_max = 0;          /* max data payload per txg */
  54 unsigned long zfs_write_limit_inflated = 0;
  55 unsigned long zfs_write_limit_override = 0;
  56
  57 kmutex_t zfs_write_limit_lock;
  58
  59 static pgcnt_t old_physmem = 0;
  60
  61 static int
  62 dsl_pool_txg_history_update(kstat_t *ksp, int rw)
  63 {
  64         dsl_pool_t *dp = ksp->ks_private;
  65         txg_history_t *th;
  66         int i = 0;
  67
  68         if (rw == KSTAT_WRITE)
  69                 return (EACCES);
  70
  71         if (ksp->ks_data)
  72                 kmem_free(ksp->ks_data, ksp->ks_data_size);
  73
  74         mutex_enter(&dp->dp_lock);
  75
  76         ksp->ks_ndata = dp->dp_txg_history_size;
  77         ksp->ks_data_size = dp->dp_txg_history_size * sizeof(kstat_txg_t);
  78         if (ksp->ks_data_size > 0)
  79                 ksp->ks_data = kmem_alloc(ksp->ks_data_size, KM_PUSHPAGE);
  80
  81         /* Traversed oldest to youngest for the most readable kstat output */
  82         for (th = list_tail(&dp->dp_txg_history); th != NULL;
  83              th = list_prev(&dp->dp_txg_history, th)) {
  84                 mutex_enter(&th->th_lock);
  85                 ASSERT3S(i + sizeof(kstat_txg_t), <=, ksp->ks_data_size);
  86                 memcpy(ksp->ks_data + i, &th->th_kstat, sizeof(kstat_txg_t));
  87                 i += sizeof(kstat_txg_t);
  88                 mutex_exit(&th->th_lock);
  89         }
  90
  91         mutex_exit(&dp->dp_lock);
  92
  93         return (0);
  94 }
  95
  96 static void
  97 dsl_pool_txg_history_init(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
  98 {
  99         char name[KSTAT_STRLEN];
 100
 101         list_create(&dp->dp_txg_history, sizeof (txg_history_t),
 102             offsetof(txg_history_t, th_link));
 103         dsl_pool_txg_history_add(dp, txg);
 104
 105         (void) snprintf(name, KSTAT_STRLEN, "txgs-%s", spa_name(dp->dp_spa));
 106         dp->dp_txg_kstat = kstat_create("zfs", 0, name, "misc",
 107             KSTAT_TYPE_TXG, 0, KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
 108         if (dp->dp_txg_kstat) {
 109                 dp->dp_txg_kstat->ks_data = NULL;
 110                 dp->dp_txg_kstat->ks_private = dp;
 111                 dp->dp_txg_kstat->ks_update = dsl_pool_txg_history_update;
 112                 kstat_install(dp->dp_txg_kstat);
 113         }
 114 }
 115
 116 static void
 117 dsl_pool_txg_history_destroy(dsl_pool_t *dp)
 118 {
 119         txg_history_t *th;
 120
 121         if (dp->dp_txg_kstat) {
 122                 if (dp->dp_txg_kstat->ks_data)
 123                         kmem_free(dp->dp_txg_kstat->ks_data,
 124                             dp->dp_txg_kstat->ks_data_size);
 125
 126                 kstat_delete(dp->dp_txg_kstat);
 127         }
 128
 129         mutex_enter(&dp->dp_lock);
 130         while ((th = list_remove_head(&dp->dp_txg_history))) {
 131                 dp->dp_txg_history_size--;
 132                 mutex_destroy(&th->th_lock);
 133                 kmem_free(th, sizeof(txg_history_t));
 134         }
 135
 136         ASSERT3U(dp->dp_txg_history_size, ==, 0);
 137         list_destroy(&dp->dp_txg_history);
 138         mutex_exit(&dp->dp_lock);
 139 }
 140
 141 txg_history_t *
 142 dsl_pool_txg_history_add(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 143 {
 144         txg_history_t *th, *rm;
 145
 146         th = kmem_zalloc(sizeof(txg_history_t), KM_SLEEP);
 147         mutex_init(&th->th_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 148         th->th_kstat.txg = txg;
 149         th->th_kstat.state = TXG_STATE_OPEN;
 150         th->th_kstat.birth = gethrtime();
 151
 152         mutex_enter(&dp->dp_lock);
 153
 154         list_insert_head(&dp->dp_txg_history, th);
 155         dp->dp_txg_history_size++;
 156
 157         while (dp->dp_txg_history_size > zfs_txg_history) {
 158                 dp->dp_txg_history_size--;
 159                 rm = list_remove_tail(&dp->dp_txg_history);
 160                 mutex_destroy(&rm->th_lock);
 161                 kmem_free(rm, sizeof(txg_history_t));
 162         }
 163
 164         mutex_exit(&dp->dp_lock);
 165
 166         return (th);
 167 }
 168
 169 /*
 170  * Traversed youngest to oldest because lookups are only done for open
 171  * or syncing txgs which are guaranteed to be at the head of the list.
 172  * The txg_history_t structure will be returned locked.
 173  */
 174 txg_history_t *
 175 dsl_pool_txg_history_get(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 176 {
 177         txg_history_t *th;
 178
 179         mutex_enter(&dp->dp_lock);
 180         for (th = list_head(&dp->dp_txg_history); th != NULL;
 181              th = list_next(&dp->dp_txg_history, th)) {
 182                 if (th->th_kstat.txg == txg) {
 183                         mutex_enter(&th->th_lock);
 184                         break;
 185                 }
 186         }
 187         mutex_exit(&dp->dp_lock);
 188
 189         return (th);
 190 }
 191
 192 void
 193 dsl_pool_txg_history_put(txg_history_t *th)
 194 {
 195         mutex_exit(&th->th_lock);
 196 }
 197
 198 int
 199 dsl_pool_open_special_dir(dsl_pool_t *dp, const char *name, dsl_dir_t **ddp)
 200 {
 201         uint64_t obj;
 202         int err;
 203
 204         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset,
 205             dp->dp_root_dir->dd_phys->dd_child_dir_zapobj,
 206             name, sizeof (obj), 1, &obj);
 207         if (err)
 208                 return (err);
 209
 210         return (dsl_dir_open_obj(dp, obj, name, dp, ddp));
 211 }
 212
 213 static dsl_pool_t *
 214 dsl_pool_open_impl(spa_t *spa, uint64_t txg)
 215 {
 216         dsl_pool_t *dp;
 217         blkptr_t *bp = spa_get_rootblkptr(spa);
 218
 219         dp = kmem_zalloc(sizeof (dsl_pool_t), KM_SLEEP);
 220         dp->dp_spa = spa;
 221         dp->dp_meta_rootbp = *bp;
 222         rw_init(&dp->dp_config_rwlock, NULL, RW_DEFAULT, NULL);
 223         dp->dp_write_limit = zfs_write_limit_min;
 224         txg_init(dp, txg);
 225
 226         txg_list_create(&dp->dp_dirty_datasets,
 227             offsetof(dsl_dataset_t, ds_dirty_link));
 228         txg_list_create(&dp->dp_dirty_zilogs,
 229             offsetof(zilog_t, zl_dirty_link));
 230         txg_list_create(&dp->dp_dirty_dirs,
 231             offsetof(dsl_dir_t, dd_dirty_link));
 232         txg_list_create(&dp->dp_sync_tasks,
 233             offsetof(dsl_sync_task_group_t, dstg_node));
 234
 235         mutex_init(&dp->dp_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 236
 237         dp->dp_iput_taskq = taskq_create("zfs_iput_taskq", 1, minclsyspri,
 238             1, 4, 0);
 239
 240         dsl_pool_txg_history_init(dp, txg);
 241
 242         return (dp);
 243 }
 244
 245 int
 246 dsl_pool_init(spa_t *spa, uint64_t txg, dsl_pool_t **dpp)
 247 {
 248         int err;
 249         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
 250
 251         err = dmu_objset_open_impl(spa, NULL, &dp->dp_meta_rootbp,
 252             &dp->dp_meta_objset);
 253         if (err != 0)
 254                 dsl_pool_close(dp);
 255         else
 256                 *dpp = dp;
 257
 258         return (err);
 259 }
 260
 261 int
 262 dsl_pool_open(dsl_pool_t *dp)
 263 {
 264         int err;
 265         dsl_dir_t *dd;
 266         dsl_dataset_t *ds;
 267         uint64_t obj;
 268
 269         rw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER);
 270         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 271             DMU_POOL_ROOT_DATASET, sizeof (uint64_t), 1,
 272             &dp->dp_root_dir_obj);
 273         if (err)
 274                 goto out;
 275
 276         err = dsl_dir_open_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
 277             NULL, dp, &dp->dp_root_dir);
 278         if (err)
 279                 goto out;
 280
 281         err = dsl_pool_open_special_dir(dp, MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir);
 282         if (err)
 283                 goto out;
 284
 285         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_ORIGIN) {
 286                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, ORIGIN_DIR_NAME, &dd);
 287                 if (err)
 288                         goto out;
 289                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp, dd->dd_phys->dd_head_dataset_obj,
 290                     FTAG, &ds);
 291                 if (err == 0) {
 292                         err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
 293                             ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, dp,
 294                             &dp->dp_origin_snap);
 295                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 296                 }
 297                 dsl_dir_close(dd, dp);
 298                 if (err)
 299                         goto out;
 300         }
 301
 302         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
 303                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, FREE_DIR_NAME,
 304                     &dp->dp_free_dir);
 305                 if (err)
 306                         goto out;
 307
 308                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 309                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
 310                 if (err)
 311                         goto out;
 312                 VERIFY3U(0, ==, bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
 313                     dp->dp_meta_objset, obj));
 314         }
 315
 316         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa,
 317             &spa_feature_table[SPA_FEATURE_ASYNC_DESTROY])) {
 318                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 319                     DMU_POOL_BPTREE_OBJ, sizeof (uint64_t), 1,
 320                     &dp->dp_bptree_obj);
 321                 if (err != 0)
 322                         goto out;
 323         }
 324
 325         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 326             DMU_POOL_TMP_USERREFS, sizeof (uint64_t), 1,
 327             &dp->dp_tmp_userrefs_obj);
 328         if (err == ENOENT)
 329                 err = 0;
 330         if (err)
 331                 goto out;
 332
 333         err = dsl_scan_init(dp, dp->dp_tx.tx_open_txg);
 334
 335 out:
 336         rw_exit(&dp->dp_config_rwlock);
 337         return (err);
 338 }
 339
 340 void
 341 dsl_pool_close(dsl_pool_t *dp)
 342 {
 343         /* drop our references from dsl_pool_open() */
 344
 345         /*
 346          * Since we held the origin_snap from "syncing" context (which
 347          * includes pool-opening context), it actually only got a "ref"
 348          * and not a hold, so just drop that here.
 349          */
 350         if (dp->dp_origin_snap)
 351                 dsl_dataset_drop_ref(dp->dp_origin_snap, dp);
 352         if (dp->dp_mos_dir)
 353                 dsl_dir_close(dp->dp_mos_dir, dp);
 354         if (dp->dp_free_dir)
 355                 dsl_dir_close(dp->dp_free_dir, dp);
 356         if (dp->dp_root_dir)
 357                 dsl_dir_close(dp->dp_root_dir, dp);
 358
 359         bpobj_close(&dp->dp_free_bpobj);
 360
 361         /* undo the dmu_objset_open_impl(mos) from dsl_pool_open() */
 362         if (dp->dp_meta_objset)
 363                 dmu_objset_evict(dp->dp_meta_objset);
 364
 365         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_datasets);
 366         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_zilogs);
 367         txg_list_destroy(&dp->dp_sync_tasks);
 368         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_dirs);
 369
 370         arc_flush(dp->dp_spa);
 371         txg_fini(dp);
 372         dsl_scan_fini(dp);
 373         dsl_pool_txg_history_destroy(dp);
 374         rw_destroy(&dp->dp_config_rwlock);
 375         mutex_destroy(&dp->dp_lock);
 376         taskq_destroy(dp->dp_iput_taskq);
 377         if (dp->dp_blkstats)
 378                 kmem_free(dp->dp_blkstats, sizeof (zfs_all_blkstats_t));
 379         kmem_free(dp, sizeof (dsl_pool_t));
 380 }
 381
 382 dsl_pool_t *
 383 dsl_pool_create(spa_t *spa, nvlist_t *zplprops, uint64_t txg)
 384 {
 385         int err;
 386         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
 387         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
 388         objset_t *os;
 389         dsl_dataset_t *ds;
 390         uint64_t obj;
 391
 392         /* create and open the MOS (meta-objset) */
 393         dp->dp_meta_objset = dmu_objset_create_impl(spa,
 394             NULL, &dp->dp_meta_rootbp, DMU_OST_META, tx);
 395
 396         /* create the pool directory */
 397         err = zap_create_claim(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 398             DMU_OT_OBJECT_DIRECTORY, DMU_OT_NONE, 0, tx);
 399         ASSERT3U(err, ==, 0);
 400
 401         /* Initialize scan structures */
 402         VERIFY3U(0, ==, dsl_scan_init(dp, txg));
 403
 404         /* create and open the root dir */
 405         dp->dp_root_dir_obj = dsl_dir_create_sync(dp, NULL, NULL, tx);
 406         VERIFY(0 == dsl_dir_open_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
 407             NULL, dp, &dp->dp_root_dir));
 408
 409         /* create and open the meta-objset dir */
 410         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, MOS_DIR_NAME, tx);
 411         VERIFY(0 == dsl_pool_open_special_dir(dp,
 412             MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir));
 413
 414         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
 415                 /* create and open the free dir */
 416                 (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir,
 417                     FREE_DIR_NAME, tx);
 418                 VERIFY(0 == dsl_pool_open_special_dir(dp,
 419                     FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
 420
 421                 /* create and open the free_bplist */
 422                 obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_MAXBLOCKSIZE, tx);
 423                 VERIFY(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 424                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx) == 0);
 425                 VERIFY3U(0, ==, bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
 426                     dp->dp_meta_objset, obj));
 427         }
 428
 429         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DSL_SCRUB)
 430                 dsl_pool_create_origin(dp, tx);
 431
 432         /* create the root dataset */
 433         obj = dsl_dataset_create_sync_dd(dp->dp_root_dir, NULL, 0, tx);
 434
 435         /* create the root objset */
 436         VERIFY(0 == dsl_dataset_hold_obj(dp, obj, FTAG, &ds));
 437         VERIFY(NULL != (os = dmu_objset_create_impl(dp->dp_spa, ds,
 438             dsl_dataset_get_blkptr(ds), DMU_OST_ZFS, tx)));
 439 #ifdef _KERNEL
 440         zfs_create_fs(os, kcred, zplprops, tx);
 441 #endif
 442         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 443
 444         dmu_tx_commit(tx);
 445
 446         return (dp);
 447 }
 448
 449 /*
 450  * Account for the meta-objset space in its placeholder dsl_dir.
 451  */
 452 void
 453 dsl_pool_mos_diduse_space(dsl_pool_t *dp,
 454     int64_t used, int64_t comp, int64_t uncomp)
 455 {
 456         ASSERT3U(comp, ==, uncomp); /* it's all metadata */
 457         mutex_enter(&dp->dp_lock);
 458         dp->dp_mos_used_delta += used;
 459         dp->dp_mos_compressed_delta += comp;
 460         dp->dp_mos_uncompressed_delta += uncomp;
 461         mutex_exit(&dp->dp_lock);
 462 }
 463
 464 static int
 465 deadlist_enqueue_cb(void *arg, const blkptr_t *bp, dmu_tx_t *tx)
 466 {
 467         dsl_deadlist_t *dl = arg;
 468         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(dl->dl_os);
 469         rw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER);
 470         dsl_deadlist_insert(dl, bp, tx);
 471         rw_exit(&dp->dp_config_rwlock);
 472         return (0);
 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         hrtime_t start, write_time;
 484         uint64_t data_written;
 485         int err;
 486         list_t synced_datasets;
 487
 488         list_create(&synced_datasets, sizeof (dsl_dataset_t),
 489             offsetof(dsl_dataset_t, ds_synced_link));
 490
 491         /*
 492          * We need to copy dp_space_towrite() before doing
 493          * dsl_sync_task_group_sync(), because
 494          * dsl_dataset_snapshot_reserve_space() will increase
 495          * dp_space_towrite but not actually write anything.
 496          */
 497         data_written = dp->dp_space_towrite[txg & TXG_MASK];
 498
 499         tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
 500
 501         dp->dp_read_overhead = 0;
 502         start = gethrtime();
 503
 504         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
 505         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg))) {
 506                 /*
 507                  * We must not sync any non-MOS datasets twice, because
 508                  * we may have taken a snapshot of them.  However, we
 509                  * may sync newly-created datasets on pass 2.
 510                  */
 511                 ASSERT(!list_link_active(&ds->ds_synced_link));
 512                 list_insert_tail(&synced_datasets, ds);
 513                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
 514         }
 515         DTRACE_PROBE(pool_sync__1setup);
 516         err = zio_wait(zio);
 517
 518         write_time = gethrtime() - start;
 519         ASSERT(err == 0);
 520         DTRACE_PROBE(pool_sync__2rootzio);
 521
 522         /*
 523          * After the data blocks have been written (ensured by the zio_wait()
 524          * above), update the user/group space accounting.
 525          */
 526         for (ds = list_head(&synced_datasets); ds;
 527             ds = list_next(&synced_datasets, ds))
 528                 dmu_objset_do_userquota_updates(ds->ds_objset, tx);
 529
 530         /*
 531          * Sync the datasets again to push out the changes due to
 532          * userspace updates.  This must be done before we process the
 533          * sync tasks, so that any snapshots will have the correct
 534          * user accounting information (and we won't get confused
 535          * about which blocks are part of the snapshot).
 536          */
 537         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
 538         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg))) {
 539                 ASSERT(list_link_active(&ds->ds_synced_link));
 540                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
 541                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
 542         }
 543         err = zio_wait(zio);
 544
 545         /*
 546          * Now that the datasets have been completely synced, we can
 547          * clean up our in-memory structures accumulated while syncing:
 548          *
 549          *  - move dead blocks from the pending deadlist to the on-disk deadlist
 550          *  - clean up zil records
 551          *  - release hold from dsl_dataset_dirty()
 552          */
 553         while ((ds = list_remove_head(&synced_datasets))) {
 554                 ASSERTV(objset_t *os = ds->ds_objset);
 555                 bplist_iterate(&ds->ds_pending_deadlist,
 556                     deadlist_enqueue_cb, &ds->ds_deadlist, tx);
 557                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(os, txg));
 558                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
 559         }
 560
 561         start = gethrtime();
 562         while ((dd = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_dirs, txg)))
 563                 dsl_dir_sync(dd, tx);
 564         write_time += gethrtime() - start;
 565
 566         /*
 567          * The MOS's space is accounted for in the pool/$MOS
 568          * (dp_mos_dir).  We can't modify the mos while we're syncing
 569          * it, so we remember the deltas and apply them here.
 570          */
 571         if (dp->dp_mos_used_delta != 0 || dp->dp_mos_compressed_delta != 0 ||
 572             dp->dp_mos_uncompressed_delta != 0) {
 573                 dsl_dir_diduse_space(dp->dp_mos_dir, DD_USED_HEAD,
 574                     dp->dp_mos_used_delta,
 575                     dp->dp_mos_compressed_delta,
 576                     dp->dp_mos_uncompressed_delta, tx);
 577                 dp->dp_mos_used_delta = 0;
 578                 dp->dp_mos_compressed_delta = 0;
 579                 dp->dp_mos_uncompressed_delta = 0;
 580         }
 581
 582         start = gethrtime();
 583         if (list_head(&mos->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL ||
 584             list_head(&mos->os_free_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL) {
 585                 zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
 586                 dmu_objset_sync(mos, zio, tx);
 587                 err = zio_wait(zio);
 588                 ASSERT(err == 0);
 589                 dprintf_bp(&dp->dp_meta_rootbp, "meta objset rootbp is %s", "");
 590                 spa_set_rootblkptr(dp->dp_spa, &dp->dp_meta_rootbp);
 591         }
 592         write_time += gethrtime() - start;
 593         DTRACE_PROBE2(pool_sync__4io, hrtime_t, write_time,
 594             hrtime_t, dp->dp_read_overhead);
 595         write_time -= dp->dp_read_overhead;
 596
 597         /*
 598          * If we modify a dataset in the same txg that we want to destroy it,
 599          * its dsl_dir's dd_dbuf will be dirty, and thus have a hold on it.
 600          * dsl_dir_destroy_check() will fail if there are unexpected holds.
 601          * Therefore, we want to sync the MOS (thus syncing the dd_dbuf
 602          * and clearing the hold on it) before we process the sync_tasks.
 603          * The MOS data dirtied by the sync_tasks will be synced on the next
 604          * pass.
 605          */
 606         DTRACE_PROBE(pool_sync__3task);
 607         if (!txg_list_empty(&dp->dp_sync_tasks, txg)) {
 608                 dsl_sync_task_group_t *dstg;
 609                 /*
 610                  * No more sync tasks should have been added while we
 611                  * were syncing.
 612                  */
 613                 ASSERT(spa_sync_pass(dp->dp_spa) == 1);
 614                 while ((dstg = txg_list_remove(&dp->dp_sync_tasks, txg)))
 615                         dsl_sync_task_group_sync(dstg, tx);
 616         }
 617
 618         dmu_tx_commit(tx);
 619
 620         dp->dp_space_towrite[txg & TXG_MASK] = 0;
 621         ASSERT(dp->dp_tempreserved[txg & TXG_MASK] == 0);
 622
 623         /*
 624          * If the write limit max has not been explicitly set, set it
 625          * to a fraction of available physical memory (default 1/8th).
 626          * Note that we must inflate the limit because the spa
 627          * inflates write sizes to account for data replication.
 628          * Check this each sync phase to catch changing memory size.
 629          */
 630         if (physmem != old_physmem && zfs_write_limit_shift) {
 631                 mutex_enter(&zfs_write_limit_lock);
 632                 old_physmem = physmem;
 633                 zfs_write_limit_max = ptob(physmem) >> zfs_write_limit_shift;
 634                 zfs_write_limit_inflated = MAX(zfs_write_limit_min,
 635                     spa_get_asize(dp->dp_spa, zfs_write_limit_max));
 636                 mutex_exit(&zfs_write_limit_lock);
 637         }
 638
 639         /*
 640          * Attempt to keep the sync time consistent by adjusting the
 641          * amount of write traffic allowed into each transaction group.
 642          * Weight the throughput calculation towards the current value:
 643          *      thru = 3/4 old_thru + 1/4 new_thru
 644          *
 645          * Note: write_time is in nanosecs, so write_time/MICROSEC
 646          * yields millisecs
 647          */
 648         ASSERT(zfs_write_limit_min > 0);
 649         if (data_written > zfs_write_limit_min / 8 && write_time > MICROSEC) {
 650                 uint64_t throughput = data_written / (write_time / MICROSEC);
 651
 652                 if (dp->dp_throughput)
 653                         dp->dp_throughput = throughput / 4 +
 654                             3 * dp->dp_throughput / 4;
 655                 else
 656                         dp->dp_throughput = throughput;
 657                 dp->dp_write_limit = MIN(zfs_write_limit_inflated,
 658                     MAX(zfs_write_limit_min,
 659                     dp->dp_throughput * zfs_txg_synctime_ms));
 660         }
 661 }
 662
 663 void
 664 dsl_pool_sync_done(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 665 {
 666         zilog_t *zilog;
 667         dsl_dataset_t *ds;
 668
 669         while ((zilog = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_zilogs, txg))) {
 670                 ds = dmu_objset_ds(zilog->zl_os);
 671                 zil_clean(zilog, txg);
 672                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(zilog->zl_os, txg));
 673                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, zilog);
 674         }
 675         ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(dp->dp_meta_objset, txg));
 676 }
 677
 678 /*
 679  * TRUE if the current thread is the tx_sync_thread or if we
 680  * are being called from SPA context during pool initialization.
 681  */
 682 int
 683 dsl_pool_sync_context(dsl_pool_t *dp)
 684 {
 685         return (curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread ||
 686             spa_is_initializing(dp->dp_spa));
 687 }
 688
 689 uint64_t
 690 dsl_pool_adjustedsize(dsl_pool_t *dp, boolean_t netfree)
 691 {
 692         uint64_t space, resv;
 693
 694         /*
 695          * Reserve about 1.6% (1/64), or at least 32MB, for allocation
 696          * efficiency.
 697          * XXX The intent log is not accounted for, so it must fit
 698          * within this slop.
 699          *
 700          * If we're trying to assess whether it's OK to do a free,
 701          * cut the reservation in half to allow forward progress
 702          * (e.g. make it possible to rm(1) files from a full pool).
 703          */
 704         space = spa_get_dspace(dp->dp_spa);
 705         resv = MAX(space >> 6, SPA_MINDEVSIZE >> 1);
 706         if (netfree)
 707                 resv >>= 1;
 708
 709         return (space - resv);
 710 }
 711
 712 int
 713 dsl_pool_tempreserve_space(dsl_pool_t *dp, uint64_t space, dmu_tx_t *tx)
 714 {
 715         uint64_t reserved = 0;
 716         uint64_t write_limit = (zfs_write_limit_override ?
 717             zfs_write_limit_override : dp->dp_write_limit);
 718
 719         if (zfs_no_write_throttle) {
 720                 atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK],
 721                     space);
 722                 return (0);
 723         }
 724
 725         /*
 726          * Check to see if we have exceeded the maximum allowed IO for
 727          * this transaction group.  We can do this without locks since
 728          * a little slop here is ok.  Note that we do the reserved check
 729          * with only half the requested reserve: this is because the
 730          * reserve requests are worst-case, and we really don't want to
 731          * throttle based off of worst-case estimates.
 732          */
 733         if (write_limit > 0) {
 734                 reserved = dp->dp_space_towrite[tx->tx_txg & TXG_MASK]
 735                     + dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK] / 2;
 736
 737                 if (reserved && reserved > write_limit) {
 738                         DMU_TX_STAT_BUMP(dmu_tx_write_limit);
 739                         return (ERESTART);
 740                 }
 741         }
 742
 743         atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK], space);
 744
 745         /*
 746          * If this transaction group is over 7/8ths capacity, delay
 747          * the caller 1 clock tick.  This will slow down the "fill"
 748          * rate until the sync process can catch up with us.
 749          */
 750         if (reserved && reserved > (write_limit - (write_limit >> 3)))
 751                 txg_delay(dp, tx->tx_txg, 1);
 752
 753         return (0);
 754 }
 755
 756 void
 757 dsl_pool_tempreserve_clear(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
 758 {
 759         ASSERT(dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK] >= space);
 760         atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK], -space);
 761 }
 762
 763 void
 764 dsl_pool_memory_pressure(dsl_pool_t *dp)
 765 {
 766         uint64_t space_inuse = 0;
 767         int i;
 768
 769         if (dp->dp_write_limit == zfs_write_limit_min)
 770                 return;
 771
 772         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 773                 space_inuse += dp->dp_space_towrite[i];
 774                 space_inuse += dp->dp_tempreserved[i];
 775         }
 776         dp->dp_write_limit = MAX(zfs_write_limit_min,
 777             MIN(dp->dp_write_limit, space_inuse / 4));
 778 }
 779
 780 void
 781 dsl_pool_willuse_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
 782 {
 783         if (space > 0) {
 784                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
 785                 dp->dp_space_towrite[tx->tx_txg & TXG_MASK] += space;
 786                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
 787         }
 788 }
 789
 790 /* ARGSUSED */
 791 static int
 792 upgrade_clones_cb(spa_t *spa, uint64_t dsobj, const char *dsname, void *arg)
 793 {
 794         dmu_tx_t *tx = arg;
 795         dsl_dataset_t *ds, *prev = NULL;
 796         int err;
 797         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
 798
 799         err = dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds);
 800         if (err)
 801                 return (err);
 802
 803         while (ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj != 0) {
 804                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
 805                     FTAG, &prev);
 806                 if (err) {
 807                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 808                         return (err);
 809                 }
 810
 811                 if (prev->ds_phys->ds_next_snap_obj != ds->ds_object)
 812                         break;
 813                 dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 814                 ds = prev;
 815                 prev = NULL;
 816         }
 817
 818         if (prev == NULL) {
 819                 prev = dp->dp_origin_snap;
 820
 821                 /*
 822                  * The $ORIGIN can't have any data, or the accounting
 823                  * will be wrong.
 824                  */
 825                 ASSERT(prev->ds_phys->ds_bp.blk_birth == 0);
 826
 827                 /* The origin doesn't get attached to itself */
 828                 if (ds->ds_object == prev->ds_object) {
 829                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 830                         return (0);
 831                 }
 832
 833                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dbuf, tx);
 834                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj = prev->ds_object;
 835                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_txg = prev->ds_phys->ds_creation_txg;
 836
 837                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dir->dd_dbuf, tx);
 838                 ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj = prev->ds_object;
 839
 840                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
 841                 prev->ds_phys->ds_num_children++;
 842
 843                 if (ds->ds_phys->ds_next_snap_obj == 0) {
 844                         ASSERT(ds->ds_prev == NULL);
 845                         VERIFY(0 == dsl_dataset_hold_obj(dp,
 846                             ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, ds, &ds->ds_prev));
 847                 }
 848         }
 849
 850         ASSERT(ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj == prev->ds_object);
 851         ASSERT(ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj == prev->ds_object);
 852
 853         if (prev->ds_phys->ds_next_clones_obj == 0) {
 854                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
 855                 prev->ds_phys->ds_next_clones_obj =
 856                     zap_create(dp->dp_meta_objset,
 857                     DMU_OT_NEXT_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
 858         }
 859         VERIFY(0 == zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
 860             prev->ds_phys->ds_next_clones_obj, ds->ds_object, tx));
 861
 862         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 863         if (prev != dp->dp_origin_snap)
 864                 dsl_dataset_rele(prev, FTAG);
 865         return (0);
 866 }
 867
 868 void
 869 dsl_pool_upgrade_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 870 {
 871         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 872         ASSERT(dp->dp_origin_snap != NULL);
 873
 874         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_find_spa(dp->dp_spa, NULL, upgrade_clones_cb,
 875             tx, DS_FIND_CHILDREN));
 876 }
 877
 878 /* ARGSUSED */
 879 static int
 880 upgrade_dir_clones_cb(spa_t *spa, uint64_t dsobj, const char *dsname, void *arg)
 881 {
 882         dmu_tx_t *tx = arg;
 883         dsl_dataset_t *ds;
 884         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
 885         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 886
 887         VERIFY3U(0, ==, dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
 888
 889         if (ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj) {
 890                 dsl_dataset_t *origin;
 891
 892                 VERIFY3U(0, ==, dsl_dataset_hold_obj(dp,
 893                     ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj, FTAG, &origin));
 894
 895                 if (origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones == 0) {
 896                         dmu_buf_will_dirty(origin->ds_dir->dd_dbuf, tx);
 897                         origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones = zap_create(mos,
 898                             DMU_OT_DSL_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
 899                 }
 900
 901                 VERIFY3U(0, ==, zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
 902                     origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones, dsobj, tx));
 903
 904                 dsl_dataset_rele(origin, FTAG);
 905         }
 906
 907         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 908         return (0);
 909 }
 910
 911 void
 912 dsl_pool_upgrade_dir_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 913 {
 914         uint64_t obj;
 915
 916         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 917
 918         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, FREE_DIR_NAME, tx);
 919         VERIFY(0 == dsl_pool_open_special_dir(dp,
 920             FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
 921
 922         /*
 923          * We can't use bpobj_alloc(), because spa_version() still
 924          * returns the old version, and we need a new-version bpobj with
 925          * subobj support.  So call dmu_object_alloc() directly.
 926          */
 927         obj = dmu_object_alloc(dp->dp_meta_objset, DMU_OT_BPOBJ,
 928             SPA_MAXBLOCKSIZE, DMU_OT_BPOBJ_HDR, sizeof (bpobj_phys_t), tx);
 929         VERIFY3U(0, ==, zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 930             DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
 931         VERIFY3U(0, ==, bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
 932             dp->dp_meta_objset, obj));
 933
 934         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_find_spa(dp->dp_spa, NULL,
 935             upgrade_dir_clones_cb, tx, DS_FIND_CHILDREN));
 936 }
 937
 938 void
 939 dsl_pool_create_origin(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 940 {
 941         uint64_t dsobj;
 942         dsl_dataset_t *ds;
 943
 944         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 945         ASSERT(dp->dp_origin_snap == NULL);
 946
 947         /* create the origin dir, ds, & snap-ds */
 948         rw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER);
 949         dsobj = dsl_dataset_create_sync(dp->dp_root_dir, ORIGIN_DIR_NAME,
 950             NULL, 0, kcred, tx);
 951         VERIFY(0 == dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
 952         dsl_dataset_snapshot_sync(ds, ORIGIN_DIR_NAME, tx);
 953         VERIFY(0 == dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
 954             dp, &dp->dp_origin_snap));
 955         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 956         rw_exit(&dp->dp_config_rwlock);
 957 }
 958
 959 taskq_t *
 960 dsl_pool_iput_taskq(dsl_pool_t *dp)
 961 {
 962         return (dp->dp_iput_taskq);
 963 }
 964
 965 /*
 966  * Walk through the pool-wide zap object of temporary snapshot user holds
 967  * and release them.
 968  */
 969 void
 970 dsl_pool_clean_tmp_userrefs(dsl_pool_t *dp)
 971 {
 972         zap_attribute_t za;
 973         zap_cursor_t zc;
 974         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 975         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
 976
 977         if (zapobj == 0)
 978                 return;
 979         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
 980
 981         for (zap_cursor_init(&zc, mos, zapobj);
 982             zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0;
 983             zap_cursor_advance(&zc)) {
 984                 char *htag;
 985                 uint64_t dsobj;
 986
 987                 htag = strchr(za.za_name, '-');
 988                 *htag = '\0';
 989                 ++htag;
 990                 dsobj = strtonum(za.za_name, NULL);
 991                 (void) dsl_dataset_user_release_tmp(dp, dsobj, htag, B_FALSE);
 992         }
 993         zap_cursor_fini(&zc);
 994 }
 995
 996 /*
 997  * Create the pool-wide zap object for storing temporary snapshot holds.
 998  */
 999 void
1000 dsl_pool_user_hold_create_obj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1001 {
1002         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1003
1004         ASSERT(dp->dp_tmp_userrefs_obj == 0);
1005         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1006
1007         dp->dp_tmp_userrefs_obj = zap_create_link(mos, DMU_OT_USERREFS,
1008             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT, DMU_POOL_TMP_USERREFS, tx);
1009 }
1010
1011 static int
1012 dsl_pool_user_hold_rele_impl(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj,
1013     const char *tag, uint64_t *now, dmu_tx_t *tx, boolean_t holding)
1014 {
1015         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1016         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1017         char *name;
1018         int error;
1019
1020         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
1021         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1022
1023         /*
1024          * If the pool was created prior to SPA_VERSION_USERREFS, the
1025          * zap object for temporary holds might not exist yet.
1026          */
1027         if (zapobj == 0) {
1028                 if (holding) {
1029                         dsl_pool_user_hold_create_obj(dp, tx);
1030                         zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1031                 } else {
1032                         return (ENOENT);
1033                 }
1034         }
1035
1036         name = kmem_asprintf("%llx-%s", (u_longlong_t)dsobj, tag);
1037         if (holding)
1038                 error = zap_add(mos, zapobj, name, 8, 1, now, tx);
1039         else
1040                 error = zap_remove(mos, zapobj, name, tx);
1041         strfree(name);
1042
1043         return (error);
1044 }
1045
1046 /*
1047  * Add a temporary hold for the given dataset object and tag.
1048  */
1049 int
1050 dsl_pool_user_hold(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1051     uint64_t *now, dmu_tx_t *tx)
1052 {
1053         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, now, tx, B_TRUE));
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Release a temporary hold for the given dataset object and tag.
1058  */
1059 int
1060 dsl_pool_user_release(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1061     dmu_tx_t *tx)
1062 {
1063         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, NULL,
1064             tx, B_FALSE));
1065 }
1066
1067 #if defined(_KERNEL) && defined(HAVE_SPL)
1068 module_param(zfs_no_write_throttle, int, 0644);
1069 MODULE_PARM_DESC(zfs_no_write_throttle, "Disable write throttling");
1070
1071 module_param(zfs_write_limit_shift, int, 0444);
1072 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_shift, "log2(fraction of memory) per txg");
1073
1074 module_param(zfs_txg_synctime_ms, int, 0644);
1075 MODULE_PARM_DESC(zfs_txg_synctime_ms, "Target milliseconds between txg sync");
1076
1077 module_param(zfs_txg_history, int, 0644);
1078 MODULE_PARM_DESC(zfs_txg_history, "Historic statistics for the last N txgs");
1079
1080 module_param(zfs_write_limit_min, ulong, 0444);
1081 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_min, "Min txg write limit");
1082
1083 module_param(zfs_write_limit_max, ulong, 0444);
1084 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_max, "Max txg write limit");
1085
1086 module_param(zfs_write_limit_inflated, ulong, 0444);
1087 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_inflated, "Inflated txg write limit");
1088
1089 module_param(zfs_write_limit_override, ulong, 0444);
1090 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_override, "Override txg write limit");
1091 #endif