module/zfs/dsl_pool.c

   1 /*
   2  * CDDL HEADER START
   3  *
   4  * The contents of this file are subject to the terms of the
   5  * Common Development and Distribution License (the "License").
   6  * You may not use this file except in compliance with the License.
   7  *
   8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
   9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
  10  * See the License for the specific language governing permissions
  11  * and limitations under the License.
  12  *
  13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
  14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
  15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
  16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
  17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
  18  *
  19  * CDDL HEADER END
  20  */
  21 /*
  22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  23  * Copyright (c) 2011 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
  44 int zfs_no_write_throttle = 0;
  45 int zfs_write_limit_shift = 3;                  /* 1/8th of physical memory */
  46 int zfs_txg_synctime_ms = 1000;         /* target millisecs to sync a txg */
  47 int zfs_txg_history = 60;               /* statistics for the last N txgs */
  48
  49 unsigned long zfs_write_limit_min = 32 << 20;   /* min write limit is 32MB */
  50 unsigned long zfs_write_limit_max = 0;          /* max data payload per txg */
  51 unsigned long zfs_write_limit_inflated = 0;
  52 unsigned long zfs_write_limit_override = 0;
  53
  54 kmutex_t zfs_write_limit_lock;
  55
  56 static pgcnt_t old_physmem = 0;
  57
  58 static int
  59 dsl_pool_txg_history_update(kstat_t *ksp, int rw)
  60 {
  61         dsl_pool_t *dp = ksp->ks_private;
  62         txg_history_t *th;
  63         int i = 0;
  64
  65         if (rw == KSTAT_WRITE)
  66                 return (EACCES);
  67
  68         if (ksp->ks_data)
  69                 kmem_free(ksp->ks_data, ksp->ks_data_size);
  70
  71         mutex_enter(&dp->dp_lock);
  72
  73         ksp->ks_ndata = dp->dp_txg_history_size;
  74         ksp->ks_data_size = dp->dp_txg_history_size * sizeof(kstat_txg_t);
  75         if (ksp->ks_data_size > 0)
  76                 ksp->ks_data = kmem_alloc(ksp->ks_data_size, KM_PUSHPAGE);
  77
  78         /* Traversed oldest to youngest for the most readable kstat output */
  79         for (th = list_tail(&dp->dp_txg_history); th != NULL;
  80              th = list_prev(&dp->dp_txg_history, th)) {
  81                 mutex_enter(&th->th_lock);
  82                 ASSERT3S(i + sizeof(kstat_txg_t), <=, ksp->ks_data_size);
  83                 memcpy(ksp->ks_data + i, &th->th_kstat, sizeof(kstat_txg_t));
  84                 i += sizeof(kstat_txg_t);
  85                 mutex_exit(&th->th_lock);
  86         }
  87
  88         mutex_exit(&dp->dp_lock);
  89
  90         return (0);
  91 }
  92
  93 static void
  94 dsl_pool_txg_history_init(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
  95 {
  96         char name[KSTAT_STRLEN];
  97
  98         list_create(&dp->dp_txg_history, sizeof (txg_history_t),
  99             offsetof(txg_history_t, th_link));
 100         dsl_pool_txg_history_add(dp, txg);
 101
 102         (void) snprintf(name, KSTAT_STRLEN, "txgs-%s", spa_name(dp->dp_spa));
 103         dp->dp_txg_kstat = kstat_create("zfs", 0, name, "misc",
 104             KSTAT_TYPE_TXG, 0, KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
 105         if (dp->dp_txg_kstat) {
 106                 dp->dp_txg_kstat->ks_data = NULL;
 107                 dp->dp_txg_kstat->ks_private = dp;
 108                 dp->dp_txg_kstat->ks_update = dsl_pool_txg_history_update;
 109                 kstat_install(dp->dp_txg_kstat);
 110         }
 111 }
 112
 113 static void
 114 dsl_pool_txg_history_destroy(dsl_pool_t *dp)
 115 {
 116         txg_history_t *th;
 117
 118         if (dp->dp_txg_kstat) {
 119                 if (dp->dp_txg_kstat->ks_data)
 120                         kmem_free(dp->dp_txg_kstat->ks_data,
 121                             dp->dp_txg_kstat->ks_data_size);
 122
 123                 kstat_delete(dp->dp_txg_kstat);
 124         }
 125
 126         mutex_enter(&dp->dp_lock);
 127         while ((th = list_remove_head(&dp->dp_txg_history))) {
 128                 dp->dp_txg_history_size--;
 129                 mutex_destroy(&th->th_lock);
 130                 kmem_free(th, sizeof(txg_history_t));
 131         }
 132
 133         ASSERT3U(dp->dp_txg_history_size, ==, 0);
 134         list_destroy(&dp->dp_txg_history);
 135         mutex_exit(&dp->dp_lock);
 136 }
 137
 138 txg_history_t *
 139 dsl_pool_txg_history_add(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 140 {
 141         txg_history_t *th, *rm;
 142
 143         th = kmem_zalloc(sizeof(txg_history_t), KM_SLEEP);
 144         mutex_init(&th->th_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 145         th->th_kstat.txg = txg;
 146         th->th_kstat.state = TXG_STATE_OPEN;
 147         th->th_kstat.birth = gethrtime();
 148
 149         mutex_enter(&dp->dp_lock);
 150
 151         list_insert_head(&dp->dp_txg_history, th);
 152         dp->dp_txg_history_size++;
 153
 154         while (dp->dp_txg_history_size > zfs_txg_history) {
 155                 dp->dp_txg_history_size--;
 156                 rm = list_remove_tail(&dp->dp_txg_history);
 157                 mutex_destroy(&rm->th_lock);
 158                 kmem_free(rm, sizeof(txg_history_t));
 159         }
 160
 161         mutex_exit(&dp->dp_lock);
 162
 163         return (th);
 164 }
 165
 166 /*
 167  * Traversed youngest to oldest because lookups are only done for open
 168  * or syncing txgs which are guaranteed to be at the head of the list.
 169  * The txg_history_t structure will be returned locked.
 170  */
 171 txg_history_t *
 172 dsl_pool_txg_history_get(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 173 {
 174         txg_history_t *th;
 175
 176         mutex_enter(&dp->dp_lock);
 177         for (th = list_head(&dp->dp_txg_history); th != NULL;
 178              th = list_next(&dp->dp_txg_history, th)) {
 179                 if (th->th_kstat.txg == txg) {
 180                         mutex_enter(&th->th_lock);
 181                         break;
 182                 }
 183         }
 184         mutex_exit(&dp->dp_lock);
 185
 186         return (th);
 187 }
 188
 189 void
 190 dsl_pool_txg_history_put(txg_history_t *th)
 191 {
 192         mutex_exit(&th->th_lock);
 193 }
 194
 195 int
 196 dsl_pool_open_special_dir(dsl_pool_t *dp, const char *name, dsl_dir_t **ddp)
 197 {
 198         uint64_t obj;
 199         int err;
 200
 201         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset,
 202             dp->dp_root_dir->dd_phys->dd_child_dir_zapobj,
 203             name, sizeof (obj), 1, &obj);
 204         if (err)
 205                 return (err);
 206
 207         return (dsl_dir_open_obj(dp, obj, name, dp, ddp));
 208 }
 209
 210 static dsl_pool_t *
 211 dsl_pool_open_impl(spa_t *spa, uint64_t txg)
 212 {
 213         dsl_pool_t *dp;
 214         blkptr_t *bp = spa_get_rootblkptr(spa);
 215
 216         dp = kmem_zalloc(sizeof (dsl_pool_t), KM_SLEEP);
 217         dp->dp_spa = spa;
 218         dp->dp_meta_rootbp = *bp;
 219         rw_init(&dp->dp_config_rwlock, NULL, RW_DEFAULT, NULL);
 220         dp->dp_write_limit = zfs_write_limit_min;
 221         txg_init(dp, txg);
 222
 223         txg_list_create(&dp->dp_dirty_datasets,
 224             offsetof(dsl_dataset_t, ds_dirty_link));
 225         txg_list_create(&dp->dp_dirty_dirs,
 226             offsetof(dsl_dir_t, dd_dirty_link));
 227         txg_list_create(&dp->dp_sync_tasks,
 228             offsetof(dsl_sync_task_group_t, dstg_node));
 229         list_create(&dp->dp_synced_datasets, sizeof (dsl_dataset_t),
 230             offsetof(dsl_dataset_t, ds_synced_link));
 231
 232         mutex_init(&dp->dp_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 233
 234         dp->dp_iput_taskq = taskq_create("zfs_iput_taskq", 1, minclsyspri,
 235             1, 4, 0);
 236
 237         dsl_pool_txg_history_init(dp, txg);
 238
 239         return (dp);
 240 }
 241
 242 int
 243 dsl_pool_open(spa_t *spa, uint64_t txg, dsl_pool_t **dpp)
 244 {
 245         int err;
 246         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
 247         dsl_dir_t *dd;
 248         dsl_dataset_t *ds;
 249         uint64_t obj;
 250
 251         rw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER);
 252         err = dmu_objset_open_impl(spa, NULL, &dp->dp_meta_rootbp,
 253             &dp->dp_meta_objset);
 254         if (err)
 255                 goto out;
 256
 257         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 258             DMU_POOL_ROOT_DATASET, sizeof (uint64_t), 1,
 259             &dp->dp_root_dir_obj);
 260         if (err)
 261                 goto out;
 262
 263         err = dsl_dir_open_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
 264             NULL, dp, &dp->dp_root_dir);
 265         if (err)
 266                 goto out;
 267
 268         err = dsl_pool_open_special_dir(dp, MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir);
 269         if (err)
 270                 goto out;
 271
 272         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_ORIGIN) {
 273                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, ORIGIN_DIR_NAME, &dd);
 274                 if (err)
 275                         goto out;
 276                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp, dd->dd_phys->dd_head_dataset_obj,
 277                     FTAG, &ds);
 278                 if (err == 0) {
 279                         err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
 280                             ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, dp,
 281                             &dp->dp_origin_snap);
 282                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 283                 }
 284                 dsl_dir_close(dd, dp);
 285                 if (err)
 286                         goto out;
 287         }
 288
 289         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
 290                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, FREE_DIR_NAME,
 291                     &dp->dp_free_dir);
 292                 if (err)
 293                         goto out;
 294
 295                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 296                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
 297                 if (err)
 298                         goto out;
 299                 VERIFY3U(0, ==, bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
 300                     dp->dp_meta_objset, obj));
 301         }
 302
 303         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 304             DMU_POOL_TMP_USERREFS, sizeof (uint64_t), 1,
 305             &dp->dp_tmp_userrefs_obj);
 306         if (err == ENOENT)
 307                 err = 0;
 308         if (err)
 309                 goto out;
 310
 311         err = dsl_scan_init(dp, txg);
 312
 313 out:
 314         rw_exit(&dp->dp_config_rwlock);
 315         if (err)
 316                 dsl_pool_close(dp);
 317         else
 318                 *dpp = dp;
 319
 320         return (err);
 321 }
 322
 323 void
 324 dsl_pool_close(dsl_pool_t *dp)
 325 {
 326         /* drop our references from dsl_pool_open() */
 327
 328         /*
 329          * Since we held the origin_snap from "syncing" context (which
 330          * includes pool-opening context), it actually only got a "ref"
 331          * and not a hold, so just drop that here.
 332          */
 333         if (dp->dp_origin_snap)
 334                 dsl_dataset_drop_ref(dp->dp_origin_snap, dp);
 335         if (dp->dp_mos_dir)
 336                 dsl_dir_close(dp->dp_mos_dir, dp);
 337         if (dp->dp_free_dir)
 338                 dsl_dir_close(dp->dp_free_dir, dp);
 339         if (dp->dp_root_dir)
 340                 dsl_dir_close(dp->dp_root_dir, dp);
 341
 342         bpobj_close(&dp->dp_free_bpobj);
 343
 344         /* undo the dmu_objset_open_impl(mos) from dsl_pool_open() */
 345         if (dp->dp_meta_objset)
 346                 dmu_objset_evict(dp->dp_meta_objset);
 347
 348         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_datasets);
 349         txg_list_destroy(&dp->dp_sync_tasks);
 350         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_dirs);
 351         list_destroy(&dp->dp_synced_datasets);
 352
 353         arc_flush(dp->dp_spa);
 354         txg_fini(dp);
 355         dsl_scan_fini(dp);
 356         dsl_pool_txg_history_destroy(dp);
 357         rw_destroy(&dp->dp_config_rwlock);
 358         mutex_destroy(&dp->dp_lock);
 359         taskq_destroy(dp->dp_iput_taskq);
 360         if (dp->dp_blkstats)
 361                 kmem_free(dp->dp_blkstats, sizeof (zfs_all_blkstats_t));
 362         kmem_free(dp, sizeof (dsl_pool_t));
 363 }
 364
 365 dsl_pool_t *
 366 dsl_pool_create(spa_t *spa, nvlist_t *zplprops, uint64_t txg)
 367 {
 368         int err;
 369         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
 370         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
 371         objset_t *os;
 372         dsl_dataset_t *ds;
 373         uint64_t obj;
 374
 375         /* create and open the MOS (meta-objset) */
 376         dp->dp_meta_objset = dmu_objset_create_impl(spa,
 377             NULL, &dp->dp_meta_rootbp, DMU_OST_META, tx);
 378
 379         /* create the pool directory */
 380         err = zap_create_claim(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 381             DMU_OT_OBJECT_DIRECTORY, DMU_OT_NONE, 0, tx);
 382         ASSERT3U(err, ==, 0);
 383
 384         /* Initialize scan structures */
 385         VERIFY3U(0, ==, dsl_scan_init(dp, txg));
 386
 387         /* create and open the root dir */
 388         dp->dp_root_dir_obj = dsl_dir_create_sync(dp, NULL, NULL, tx);
 389         VERIFY(0 == dsl_dir_open_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
 390             NULL, dp, &dp->dp_root_dir));
 391
 392         /* create and open the meta-objset dir */
 393         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, MOS_DIR_NAME, tx);
 394         VERIFY(0 == dsl_pool_open_special_dir(dp,
 395             MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir));
 396
 397         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
 398                 /* create and open the free dir */
 399                 (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir,
 400                     FREE_DIR_NAME, tx);
 401                 VERIFY(0 == dsl_pool_open_special_dir(dp,
 402                     FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
 403
 404                 /* create and open the free_bplist */
 405                 obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_MAXBLOCKSIZE, tx);
 406                 VERIFY(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 407                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx) == 0);
 408                 VERIFY3U(0, ==, bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
 409                     dp->dp_meta_objset, obj));
 410         }
 411
 412         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DSL_SCRUB)
 413                 dsl_pool_create_origin(dp, tx);
 414
 415         /* create the root dataset */
 416         obj = dsl_dataset_create_sync_dd(dp->dp_root_dir, NULL, 0, tx);
 417
 418         /* create the root objset */
 419         VERIFY(0 == dsl_dataset_hold_obj(dp, obj, FTAG, &ds));
 420         VERIFY(NULL != (os = dmu_objset_create_impl(dp->dp_spa, ds,
 421             dsl_dataset_get_blkptr(ds), DMU_OST_ZFS, tx)));
 422 #ifdef _KERNEL
 423         zfs_create_fs(os, kcred, zplprops, tx);
 424 #endif
 425         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 426
 427         dmu_tx_commit(tx);
 428
 429         return (dp);
 430 }
 431
 432 static int
 433 deadlist_enqueue_cb(void *arg, const blkptr_t *bp, dmu_tx_t *tx)
 434 {
 435         dsl_deadlist_t *dl = arg;
 436         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(dl->dl_os);
 437         rw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER);
 438         dsl_deadlist_insert(dl, bp, tx);
 439         rw_exit(&dp->dp_config_rwlock);
 440         return (0);
 441 }
 442
 443 void
 444 dsl_pool_sync(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 445 {
 446         zio_t *zio;
 447         dmu_tx_t *tx;
 448         dsl_dir_t *dd;
 449         dsl_dataset_t *ds;
 450         dsl_sync_task_group_t *dstg;
 451         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 452         hrtime_t start, write_time;
 453         uint64_t data_written;
 454         int err;
 455
 456         /*
 457          * We need to copy dp_space_towrite() before doing
 458          * dsl_sync_task_group_sync(), because
 459          * dsl_dataset_snapshot_reserve_space() will increase
 460          * dp_space_towrite but not actually write anything.
 461          */
 462         data_written = dp->dp_space_towrite[txg & TXG_MASK];
 463
 464         tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
 465
 466         dp->dp_read_overhead = 0;
 467         start = gethrtime();
 468
 469         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
 470         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg))) {
 471                 /*
 472                  * We must not sync any non-MOS datasets twice, because
 473                  * we may have taken a snapshot of them.  However, we
 474                  * may sync newly-created datasets on pass 2.
 475                  */
 476                 ASSERT(!list_link_active(&ds->ds_synced_link));
 477                 list_insert_tail(&dp->dp_synced_datasets, ds);
 478                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
 479         }
 480         DTRACE_PROBE(pool_sync__1setup);
 481         err = zio_wait(zio);
 482
 483         write_time = gethrtime() - start;
 484         ASSERT(err == 0);
 485         DTRACE_PROBE(pool_sync__2rootzio);
 486
 487         for (ds = list_head(&dp->dp_synced_datasets); ds;
 488             ds = list_next(&dp->dp_synced_datasets, ds))
 489                 dmu_objset_do_userquota_updates(ds->ds_objset, tx);
 490
 491         /*
 492          * Sync the datasets again to push out the changes due to
 493          * userspace updates.  This must be done before we process the
 494          * sync tasks, because that could cause a snapshot of a dataset
 495          * whose ds_bp will be rewritten when we do this 2nd sync.
 496          */
 497         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
 498         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg))) {
 499                 ASSERT(list_link_active(&ds->ds_synced_link));
 500                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
 501                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
 502         }
 503         err = zio_wait(zio);
 504
 505         /*
 506          * Move dead blocks from the pending deadlist to the on-disk
 507          * deadlist.
 508          */
 509         for (ds = list_head(&dp->dp_synced_datasets); ds;
 510             ds = list_next(&dp->dp_synced_datasets, ds)) {
 511                 bplist_iterate(&ds->ds_pending_deadlist,
 512                     deadlist_enqueue_cb, &ds->ds_deadlist, tx);
 513         }
 514
 515         while ((dstg = txg_list_remove(&dp->dp_sync_tasks, txg))) {
 516                 /*
 517                  * No more sync tasks should have been added while we
 518                  * were syncing.
 519                  */
 520                 ASSERT(spa_sync_pass(dp->dp_spa) == 1);
 521                 dsl_sync_task_group_sync(dstg, tx);
 522         }
 523         DTRACE_PROBE(pool_sync__3task);
 524
 525         start = gethrtime();
 526         while ((dd = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_dirs, txg)))
 527                 dsl_dir_sync(dd, tx);
 528         write_time += gethrtime() - start;
 529
 530         start = gethrtime();
 531         if (list_head(&mos->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL ||
 532             list_head(&mos->os_free_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL) {
 533                 zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
 534                 dmu_objset_sync(mos, zio, tx);
 535                 err = zio_wait(zio);
 536                 ASSERT(err == 0);
 537                 dprintf_bp(&dp->dp_meta_rootbp, "meta objset rootbp is %s", "");
 538                 spa_set_rootblkptr(dp->dp_spa, &dp->dp_meta_rootbp);
 539         }
 540         write_time += gethrtime() - start;
 541         DTRACE_PROBE2(pool_sync__4io, hrtime_t, write_time,
 542             hrtime_t, dp->dp_read_overhead);
 543         write_time -= dp->dp_read_overhead;
 544
 545         dmu_tx_commit(tx);
 546
 547         dp->dp_space_towrite[txg & TXG_MASK] = 0;
 548         ASSERT(dp->dp_tempreserved[txg & TXG_MASK] == 0);
 549
 550         /*
 551          * If the write limit max has not been explicitly set, set it
 552          * to a fraction of available physical memory (default 1/8th).
 553          * Note that we must inflate the limit because the spa
 554          * inflates write sizes to account for data replication.
 555          * Check this each sync phase to catch changing memory size.
 556          */
 557         if (physmem != old_physmem && zfs_write_limit_shift) {
 558                 mutex_enter(&zfs_write_limit_lock);
 559                 old_physmem = physmem;
 560                 zfs_write_limit_max = ptob(physmem) >> zfs_write_limit_shift;
 561                 zfs_write_limit_inflated = MAX(zfs_write_limit_min,
 562                     spa_get_asize(dp->dp_spa, zfs_write_limit_max));
 563                 mutex_exit(&zfs_write_limit_lock);
 564         }
 565
 566         /*
 567          * Attempt to keep the sync time consistent by adjusting the
 568          * amount of write traffic allowed into each transaction group.
 569          * Weight the throughput calculation towards the current value:
 570          *      thru = 3/4 old_thru + 1/4 new_thru
 571          *
 572          * Note: write_time is in nanosecs, so write_time/MICROSEC
 573          * yields millisecs
 574          */
 575         ASSERT(zfs_write_limit_min > 0);
 576         if (data_written > zfs_write_limit_min / 8 && write_time > MICROSEC) {
 577                 uint64_t throughput = data_written / (write_time / MICROSEC);
 578
 579                 if (dp->dp_throughput)
 580                         dp->dp_throughput = throughput / 4 +
 581                             3 * dp->dp_throughput / 4;
 582                 else
 583                         dp->dp_throughput = throughput;
 584                 dp->dp_write_limit = MIN(zfs_write_limit_inflated,
 585                     MAX(zfs_write_limit_min,
 586                     dp->dp_throughput * zfs_txg_synctime_ms));
 587         }
 588 }
 589
 590 void
 591 dsl_pool_sync_done(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 592 {
 593         dsl_dataset_t *ds;
 594         objset_t *os;
 595
 596         while ((ds = list_head(&dp->dp_synced_datasets))) {
 597                 list_remove(&dp->dp_synced_datasets, ds);
 598                 os = ds->ds_objset;
 599                 zil_clean(os->os_zil, txg);
 600                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(os, txg));
 601                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
 602         }
 603         ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(dp->dp_meta_objset, txg));
 604 }
 605
 606 /*
 607  * TRUE if the current thread is the tx_sync_thread or if we
 608  * are being called from SPA context during pool initialization.
 609  */
 610 int
 611 dsl_pool_sync_context(dsl_pool_t *dp)
 612 {
 613         return (curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread ||
 614             spa_get_dsl(dp->dp_spa) == NULL);
 615 }
 616
 617 uint64_t
 618 dsl_pool_adjustedsize(dsl_pool_t *dp, boolean_t netfree)
 619 {
 620         uint64_t space, resv;
 621
 622         /*
 623          * Reserve about 1.6% (1/64), or at least 32MB, for allocation
 624          * efficiency.
 625          * XXX The intent log is not accounted for, so it must fit
 626          * within this slop.
 627          *
 628          * If we're trying to assess whether it's OK to do a free,
 629          * cut the reservation in half to allow forward progress
 630          * (e.g. make it possible to rm(1) files from a full pool).
 631          */
 632         space = spa_get_dspace(dp->dp_spa);
 633         resv = MAX(space >> 6, SPA_MINDEVSIZE >> 1);
 634         if (netfree)
 635                 resv >>= 1;
 636
 637         return (space - resv);
 638 }
 639
 640 int
 641 dsl_pool_tempreserve_space(dsl_pool_t *dp, uint64_t space, dmu_tx_t *tx)
 642 {
 643         uint64_t reserved = 0;
 644         uint64_t write_limit = (zfs_write_limit_override ?
 645             zfs_write_limit_override : dp->dp_write_limit);
 646
 647         if (zfs_no_write_throttle) {
 648                 atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK],
 649                     space);
 650                 return (0);
 651         }
 652
 653         /*
 654          * Check to see if we have exceeded the maximum allowed IO for
 655          * this transaction group.  We can do this without locks since
 656          * a little slop here is ok.  Note that we do the reserved check
 657          * with only half the requested reserve: this is because the
 658          * reserve requests are worst-case, and we really don't want to
 659          * throttle based off of worst-case estimates.
 660          */
 661         if (write_limit > 0) {
 662                 reserved = dp->dp_space_towrite[tx->tx_txg & TXG_MASK]
 663                     + dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK] / 2;
 664
 665                 if (reserved && reserved > write_limit) {
 666                         DMU_TX_STAT_BUMP(dmu_tx_write_limit);
 667                         return (ERESTART);
 668                 }
 669         }
 670
 671         atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK], space);
 672
 673         /*
 674          * If this transaction group is over 7/8ths capacity, delay
 675          * the caller 1 clock tick.  This will slow down the "fill"
 676          * rate until the sync process can catch up with us.
 677          */
 678         if (reserved && reserved > (write_limit - (write_limit >> 3)))
 679                 txg_delay(dp, tx->tx_txg, 1);
 680
 681         return (0);
 682 }
 683
 684 void
 685 dsl_pool_tempreserve_clear(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
 686 {
 687         ASSERT(dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK] >= space);
 688         atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK], -space);
 689 }
 690
 691 void
 692 dsl_pool_memory_pressure(dsl_pool_t *dp)
 693 {
 694         uint64_t space_inuse = 0;
 695         int i;
 696
 697         if (dp->dp_write_limit == zfs_write_limit_min)
 698                 return;
 699
 700         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 701                 space_inuse += dp->dp_space_towrite[i];
 702                 space_inuse += dp->dp_tempreserved[i];
 703         }
 704         dp->dp_write_limit = MAX(zfs_write_limit_min,
 705             MIN(dp->dp_write_limit, space_inuse / 4));
 706 }
 707
 708 void
 709 dsl_pool_willuse_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
 710 {
 711         if (space > 0) {
 712                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
 713                 dp->dp_space_towrite[tx->tx_txg & TXG_MASK] += space;
 714                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
 715         }
 716 }
 717
 718 /* ARGSUSED */
 719 static int
 720 upgrade_clones_cb(spa_t *spa, uint64_t dsobj, const char *dsname, void *arg)
 721 {
 722         dmu_tx_t *tx = arg;
 723         dsl_dataset_t *ds, *prev = NULL;
 724         int err;
 725         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
 726
 727         err = dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds);
 728         if (err)
 729                 return (err);
 730
 731         while (ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj != 0) {
 732                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
 733                     FTAG, &prev);
 734                 if (err) {
 735                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 736                         return (err);
 737                 }
 738
 739                 if (prev->ds_phys->ds_next_snap_obj != ds->ds_object)
 740                         break;
 741                 dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 742                 ds = prev;
 743                 prev = NULL;
 744         }
 745
 746         if (prev == NULL) {
 747                 prev = dp->dp_origin_snap;
 748
 749                 /*
 750                  * The $ORIGIN can't have any data, or the accounting
 751                  * will be wrong.
 752                  */
 753                 ASSERT(prev->ds_phys->ds_bp.blk_birth == 0);
 754
 755                 /* The origin doesn't get attached to itself */
 756                 if (ds->ds_object == prev->ds_object) {
 757                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 758                         return (0);
 759                 }
 760
 761                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dbuf, tx);
 762                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj = prev->ds_object;
 763                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_txg = prev->ds_phys->ds_creation_txg;
 764
 765                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dir->dd_dbuf, tx);
 766                 ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj = prev->ds_object;
 767
 768                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
 769                 prev->ds_phys->ds_num_children++;
 770
 771                 if (ds->ds_phys->ds_next_snap_obj == 0) {
 772                         ASSERT(ds->ds_prev == NULL);
 773                         VERIFY(0 == dsl_dataset_hold_obj(dp,
 774                             ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, ds, &ds->ds_prev));
 775                 }
 776         }
 777
 778         ASSERT(ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj == prev->ds_object);
 779         ASSERT(ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj == prev->ds_object);
 780
 781         if (prev->ds_phys->ds_next_clones_obj == 0) {
 782                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
 783                 prev->ds_phys->ds_next_clones_obj =
 784                     zap_create(dp->dp_meta_objset,
 785                     DMU_OT_NEXT_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
 786         }
 787         VERIFY(0 == zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
 788             prev->ds_phys->ds_next_clones_obj, ds->ds_object, tx));
 789
 790         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 791         if (prev != dp->dp_origin_snap)
 792                 dsl_dataset_rele(prev, FTAG);
 793         return (0);
 794 }
 795
 796 void
 797 dsl_pool_upgrade_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 798 {
 799         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 800         ASSERT(dp->dp_origin_snap != NULL);
 801
 802         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_find_spa(dp->dp_spa, NULL, upgrade_clones_cb,
 803             tx, DS_FIND_CHILDREN));
 804 }
 805
 806 /* ARGSUSED */
 807 static int
 808 upgrade_dir_clones_cb(spa_t *spa, uint64_t dsobj, const char *dsname, void *arg)
 809 {
 810         dmu_tx_t *tx = arg;
 811         dsl_dataset_t *ds;
 812         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
 813         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 814
 815         VERIFY3U(0, ==, dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
 816
 817         if (ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj) {
 818                 dsl_dataset_t *origin;
 819
 820                 VERIFY3U(0, ==, dsl_dataset_hold_obj(dp,
 821                     ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj, FTAG, &origin));
 822
 823                 if (origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones == 0) {
 824                         dmu_buf_will_dirty(origin->ds_dir->dd_dbuf, tx);
 825                         origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones = zap_create(mos,
 826                             DMU_OT_DSL_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
 827                 }
 828
 829                 VERIFY3U(0, ==, zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
 830                     origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones, dsobj, tx));
 831
 832                 dsl_dataset_rele(origin, FTAG);
 833         }
 834
 835         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 836         return (0);
 837 }
 838
 839 void
 840 dsl_pool_upgrade_dir_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 841 {
 842         uint64_t obj;
 843
 844         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 845
 846         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, FREE_DIR_NAME, tx);
 847         VERIFY(0 == dsl_pool_open_special_dir(dp,
 848             FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
 849
 850         /*
 851          * We can't use bpobj_alloc(), because spa_version() still
 852          * returns the old version, and we need a new-version bpobj with
 853          * subobj support.  So call dmu_object_alloc() directly.
 854          */
 855         obj = dmu_object_alloc(dp->dp_meta_objset, DMU_OT_BPOBJ,
 856             SPA_MAXBLOCKSIZE, DMU_OT_BPOBJ_HDR, sizeof (bpobj_phys_t), tx);
 857         VERIFY3U(0, ==, zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 858             DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
 859         VERIFY3U(0, ==, bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
 860             dp->dp_meta_objset, obj));
 861
 862         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_find_spa(dp->dp_spa, NULL,
 863             upgrade_dir_clones_cb, tx, DS_FIND_CHILDREN));
 864 }
 865
 866 void
 867 dsl_pool_create_origin(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 868 {
 869         uint64_t dsobj;
 870         dsl_dataset_t *ds;
 871
 872         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 873         ASSERT(dp->dp_origin_snap == NULL);
 874
 875         /* create the origin dir, ds, & snap-ds */
 876         rw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER);
 877         dsobj = dsl_dataset_create_sync(dp->dp_root_dir, ORIGIN_DIR_NAME,
 878             NULL, 0, kcred, tx);
 879         VERIFY(0 == dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
 880         dsl_dataset_snapshot_sync(ds, ORIGIN_DIR_NAME, tx);
 881         VERIFY(0 == dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
 882             dp, &dp->dp_origin_snap));
 883         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 884         rw_exit(&dp->dp_config_rwlock);
 885 }
 886
 887 taskq_t *
 888 dsl_pool_iput_taskq(dsl_pool_t *dp)
 889 {
 890         return (dp->dp_iput_taskq);
 891 }
 892
 893 /*
 894  * Walk through the pool-wide zap object of temporary snapshot user holds
 895  * and release them.
 896  */
 897 void
 898 dsl_pool_clean_tmp_userrefs(dsl_pool_t *dp)
 899 {
 900         zap_attribute_t za;
 901         zap_cursor_t zc;
 902         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 903         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
 904
 905         if (zapobj == 0)
 906                 return;
 907         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
 908
 909         for (zap_cursor_init(&zc, mos, zapobj);
 910             zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0;
 911             zap_cursor_advance(&zc)) {
 912                 char *htag;
 913                 uint64_t dsobj;
 914
 915                 htag = strchr(za.za_name, '-');
 916                 *htag = '\0';
 917                 ++htag;
 918                 dsobj = strtonum(za.za_name, NULL);
 919                 (void) dsl_dataset_user_release_tmp(dp, dsobj, htag, B_FALSE);
 920         }
 921         zap_cursor_fini(&zc);
 922 }
 923
 924 /*
 925  * Create the pool-wide zap object for storing temporary snapshot holds.
 926  */
 927 void
 928 dsl_pool_user_hold_create_obj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 929 {
 930         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 931
 932         ASSERT(dp->dp_tmp_userrefs_obj == 0);
 933         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 934
 935         dp->dp_tmp_userrefs_obj = zap_create(mos, DMU_OT_USERREFS,
 936             DMU_OT_NONE, 0, tx);
 937
 938         VERIFY(zap_add(mos, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT, DMU_POOL_TMP_USERREFS,
 939             sizeof (uint64_t), 1, &dp->dp_tmp_userrefs_obj, tx) == 0);
 940 }
 941
 942 static int
 943 dsl_pool_user_hold_rele_impl(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj,
 944     const char *tag, uint64_t *now, dmu_tx_t *tx, boolean_t holding)
 945 {
 946         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 947         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
 948         char *name;
 949         int error;
 950
 951         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
 952         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 953
 954         /*
 955          * If the pool was created prior to SPA_VERSION_USERREFS, the
 956          * zap object for temporary holds might not exist yet.
 957          */
 958         if (zapobj == 0) {
 959                 if (holding) {
 960                         dsl_pool_user_hold_create_obj(dp, tx);
 961                         zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
 962                 } else {
 963                         return (ENOENT);
 964                 }
 965         }
 966
 967         name = kmem_asprintf("%llx-%s", (u_longlong_t)dsobj, tag);
 968         if (holding)
 969                 error = zap_add(mos, zapobj, name, 8, 1, now, tx);
 970         else
 971                 error = zap_remove(mos, zapobj, name, tx);
 972         strfree(name);
 973
 974         return (error);
 975 }
 976
 977 /*
 978  * Add a temporary hold for the given dataset object and tag.
 979  */
 980 int
 981 dsl_pool_user_hold(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
 982     uint64_t *now, dmu_tx_t *tx)
 983 {
 984         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, now, tx, B_TRUE));
 985 }
 986
 987 /*
 988  * Release a temporary hold for the given dataset object and tag.
 989  */
 990 int
 991 dsl_pool_user_release(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
 992     dmu_tx_t *tx)
 993 {
 994         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, NULL,
 995             tx, B_FALSE));
 996 }
 997
 998 #if defined(_KERNEL) && defined(HAVE_SPL)
 999 module_param(zfs_no_write_throttle, int, 0644);
1000 MODULE_PARM_DESC(zfs_no_write_throttle, "Disable write throttling");
1001
1002 module_param(zfs_write_limit_shift, int, 0444);
1003 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_shift, "log2(fraction of memory) per txg");
1004
1005 module_param(zfs_txg_synctime_ms, int, 0644);
1006 MODULE_PARM_DESC(zfs_txg_synctime_ms, "Target milliseconds between txg sync");
1007
1008 module_param(zfs_txg_history, int, 0644);
1009 MODULE_PARM_DESC(zfs_txg_history, "Historic statistics for the last N txgs");
1010
1011 module_param(zfs_write_limit_min, ulong, 0444);
1012 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_min, "Min txg write limit");
1013
1014 module_param(zfs_write_limit_max, ulong, 0444);
1015 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_max, "Max txg write limit");
1016
1017 module_param(zfs_write_limit_inflated, ulong, 0444);
1018 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_inflated, "Inflated txg write limit");
1019
1020 module_param(zfs_write_limit_override, ulong, 0444);
1021 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_override, "Override txg write limit");
1022 #endif