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_PUSHPAGE);
 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         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa,
 326             &spa_feature_table[SPA_FEATURE_EMPTY_BPOBJ])) {
 327                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 328                     DMU_POOL_EMPTY_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1,
 329                     &dp->dp_empty_bpobj);
 330                 if (err != 0)
 331                         goto out;
 332         }
 333
 334         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 335             DMU_POOL_TMP_USERREFS, sizeof (uint64_t), 1,
 336             &dp->dp_tmp_userrefs_obj);
 337         if (err == ENOENT)
 338                 err = 0;
 339         if (err)
 340                 goto out;
 341
 342         err = dsl_scan_init(dp, dp->dp_tx.tx_open_txg);
 343
 344 out:
 345         rw_exit(&dp->dp_config_rwlock);
 346         return (err);
 347 }
 348
 349 void
 350 dsl_pool_close(dsl_pool_t *dp)
 351 {
 352         /* drop our references from dsl_pool_open() */
 353
 354         /*
 355          * Since we held the origin_snap from "syncing" context (which
 356          * includes pool-opening context), it actually only got a "ref"
 357          * and not a hold, so just drop that here.
 358          */
 359         if (dp->dp_origin_snap)
 360                 dsl_dataset_drop_ref(dp->dp_origin_snap, dp);
 361         if (dp->dp_mos_dir)
 362                 dsl_dir_close(dp->dp_mos_dir, dp);
 363         if (dp->dp_free_dir)
 364                 dsl_dir_close(dp->dp_free_dir, dp);
 365         if (dp->dp_root_dir)
 366                 dsl_dir_close(dp->dp_root_dir, dp);
 367
 368         bpobj_close(&dp->dp_free_bpobj);
 369
 370         /* undo the dmu_objset_open_impl(mos) from dsl_pool_open() */
 371         if (dp->dp_meta_objset)
 372                 dmu_objset_evict(dp->dp_meta_objset);
 373
 374         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_datasets);
 375         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_zilogs);
 376         txg_list_destroy(&dp->dp_sync_tasks);
 377         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_dirs);
 378
 379         arc_flush(dp->dp_spa);
 380         txg_fini(dp);
 381         dsl_scan_fini(dp);
 382         dsl_pool_txg_history_destroy(dp);
 383         rw_destroy(&dp->dp_config_rwlock);
 384         mutex_destroy(&dp->dp_lock);
 385         taskq_destroy(dp->dp_iput_taskq);
 386         if (dp->dp_blkstats)
 387                 kmem_free(dp->dp_blkstats, sizeof (zfs_all_blkstats_t));
 388         kmem_free(dp, sizeof (dsl_pool_t));
 389 }
 390
 391 dsl_pool_t *
 392 dsl_pool_create(spa_t *spa, nvlist_t *zplprops, uint64_t txg)
 393 {
 394         int err;
 395         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
 396         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
 397         objset_t *os;
 398         dsl_dataset_t *ds;
 399         uint64_t obj;
 400
 401         /* create and open the MOS (meta-objset) */
 402         dp->dp_meta_objset = dmu_objset_create_impl(spa,
 403             NULL, &dp->dp_meta_rootbp, DMU_OST_META, tx);
 404
 405         /* create the pool directory */
 406         err = zap_create_claim(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 407             DMU_OT_OBJECT_DIRECTORY, DMU_OT_NONE, 0, tx);
 408         ASSERT0(err);
 409
 410         /* Initialize scan structures */
 411         VERIFY3U(0, ==, dsl_scan_init(dp, txg));
 412
 413         /* create and open the root dir */
 414         dp->dp_root_dir_obj = dsl_dir_create_sync(dp, NULL, NULL, tx);
 415         VERIFY(0 == dsl_dir_open_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
 416             NULL, dp, &dp->dp_root_dir));
 417
 418         /* create and open the meta-objset dir */
 419         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, MOS_DIR_NAME, tx);
 420         VERIFY(0 == dsl_pool_open_special_dir(dp,
 421             MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir));
 422
 423         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
 424                 /* create and open the free dir */
 425                 (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir,
 426                     FREE_DIR_NAME, tx);
 427                 VERIFY(0 == dsl_pool_open_special_dir(dp,
 428                     FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
 429
 430                 /* create and open the free_bplist */
 431                 obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_MAXBLOCKSIZE, tx);
 432                 VERIFY(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 433                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx) == 0);
 434                 VERIFY3U(0, ==, bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
 435                     dp->dp_meta_objset, obj));
 436         }
 437
 438         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DSL_SCRUB)
 439                 dsl_pool_create_origin(dp, tx);
 440
 441         /* create the root dataset */
 442         obj = dsl_dataset_create_sync_dd(dp->dp_root_dir, NULL, 0, tx);
 443
 444         /* create the root objset */
 445         VERIFY(0 == dsl_dataset_hold_obj(dp, obj, FTAG, &ds));
 446         VERIFY(NULL != (os = dmu_objset_create_impl(dp->dp_spa, ds,
 447             dsl_dataset_get_blkptr(ds), DMU_OST_ZFS, tx)));
 448 #ifdef _KERNEL
 449         zfs_create_fs(os, kcred, zplprops, tx);
 450 #endif
 451         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 452
 453         dmu_tx_commit(tx);
 454
 455         return (dp);
 456 }
 457
 458 /*
 459  * Account for the meta-objset space in its placeholder dsl_dir.
 460  */
 461 void
 462 dsl_pool_mos_diduse_space(dsl_pool_t *dp,
 463     int64_t used, int64_t comp, int64_t uncomp)
 464 {
 465         ASSERT3U(comp, ==, uncomp); /* it's all metadata */
 466         mutex_enter(&dp->dp_lock);
 467         dp->dp_mos_used_delta += used;
 468         dp->dp_mos_compressed_delta += comp;
 469         dp->dp_mos_uncompressed_delta += uncomp;
 470         mutex_exit(&dp->dp_lock);
 471 }
 472
 473 static int
 474 deadlist_enqueue_cb(void *arg, const blkptr_t *bp, dmu_tx_t *tx)
 475 {
 476         dsl_deadlist_t *dl = arg;
 477         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(dl->dl_os);
 478         rw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER);
 479         dsl_deadlist_insert(dl, bp, tx);
 480         rw_exit(&dp->dp_config_rwlock);
 481         return (0);
 482 }
 483
 484 void
 485 dsl_pool_sync(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 486 {
 487         zio_t *zio;
 488         dmu_tx_t *tx;
 489         dsl_dir_t *dd;
 490         dsl_dataset_t *ds;
 491         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 492         hrtime_t start, write_time;
 493         uint64_t data_written;
 494         int err;
 495         list_t synced_datasets;
 496
 497         list_create(&synced_datasets, sizeof (dsl_dataset_t),
 498             offsetof(dsl_dataset_t, ds_synced_link));
 499
 500         /*
 501          * We need to copy dp_space_towrite() before doing
 502          * dsl_sync_task_group_sync(), because
 503          * dsl_dataset_snapshot_reserve_space() will increase
 504          * dp_space_towrite but not actually write anything.
 505          */
 506         data_written = dp->dp_space_towrite[txg & TXG_MASK];
 507
 508         tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
 509
 510         dp->dp_read_overhead = 0;
 511         start = gethrtime();
 512
 513         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
 514         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg))) {
 515                 /*
 516                  * We must not sync any non-MOS datasets twice, because
 517                  * we may have taken a snapshot of them.  However, we
 518                  * may sync newly-created datasets on pass 2.
 519                  */
 520                 ASSERT(!list_link_active(&ds->ds_synced_link));
 521                 list_insert_tail(&synced_datasets, ds);
 522                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
 523         }
 524         DTRACE_PROBE(pool_sync__1setup);
 525         err = zio_wait(zio);
 526
 527         write_time = gethrtime() - start;
 528         ASSERT(err == 0);
 529         DTRACE_PROBE(pool_sync__2rootzio);
 530
 531         /*
 532          * After the data blocks have been written (ensured by the zio_wait()
 533          * above), update the user/group space accounting.
 534          */
 535         for (ds = list_head(&synced_datasets); ds;
 536             ds = list_next(&synced_datasets, ds))
 537                 dmu_objset_do_userquota_updates(ds->ds_objset, tx);
 538
 539         /*
 540          * Sync the datasets again to push out the changes due to
 541          * userspace updates.  This must be done before we process the
 542          * sync tasks, so that any snapshots will have the correct
 543          * user accounting information (and we won't get confused
 544          * about which blocks are part of the snapshot).
 545          */
 546         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
 547         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg))) {
 548                 ASSERT(list_link_active(&ds->ds_synced_link));
 549                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
 550                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
 551         }
 552         err = zio_wait(zio);
 553
 554         /*
 555          * Now that the datasets have been completely synced, we can
 556          * clean up our in-memory structures accumulated while syncing:
 557          *
 558          *  - move dead blocks from the pending deadlist to the on-disk deadlist
 559          *  - clean up zil records
 560          *  - release hold from dsl_dataset_dirty()
 561          */
 562         while ((ds = list_remove_head(&synced_datasets))) {
 563                 ASSERTV(objset_t *os = ds->ds_objset);
 564                 bplist_iterate(&ds->ds_pending_deadlist,
 565                     deadlist_enqueue_cb, &ds->ds_deadlist, tx);
 566                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(os, txg));
 567                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
 568         }
 569
 570         start = gethrtime();
 571         while ((dd = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_dirs, txg)))
 572                 dsl_dir_sync(dd, tx);
 573         write_time += gethrtime() - start;
 574
 575         /*
 576          * The MOS's space is accounted for in the pool/$MOS
 577          * (dp_mos_dir).  We can't modify the mos while we're syncing
 578          * it, so we remember the deltas and apply them here.
 579          */
 580         if (dp->dp_mos_used_delta != 0 || dp->dp_mos_compressed_delta != 0 ||
 581             dp->dp_mos_uncompressed_delta != 0) {
 582                 dsl_dir_diduse_space(dp->dp_mos_dir, DD_USED_HEAD,
 583                     dp->dp_mos_used_delta,
 584                     dp->dp_mos_compressed_delta,
 585                     dp->dp_mos_uncompressed_delta, tx);
 586                 dp->dp_mos_used_delta = 0;
 587                 dp->dp_mos_compressed_delta = 0;
 588                 dp->dp_mos_uncompressed_delta = 0;
 589         }
 590
 591         start = gethrtime();
 592         if (list_head(&mos->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL ||
 593             list_head(&mos->os_free_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL) {
 594                 zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
 595                 dmu_objset_sync(mos, zio, tx);
 596                 err = zio_wait(zio);
 597                 ASSERT(err == 0);
 598                 dprintf_bp(&dp->dp_meta_rootbp, "meta objset rootbp is %s", "");
 599                 spa_set_rootblkptr(dp->dp_spa, &dp->dp_meta_rootbp);
 600         }
 601         write_time += gethrtime() - start;
 602         DTRACE_PROBE2(pool_sync__4io, hrtime_t, write_time,
 603             hrtime_t, dp->dp_read_overhead);
 604         write_time -= dp->dp_read_overhead;
 605
 606         /*
 607          * If we modify a dataset in the same txg that we want to destroy it,
 608          * its dsl_dir's dd_dbuf will be dirty, and thus have a hold on it.
 609          * dsl_dir_destroy_check() will fail if there are unexpected holds.
 610          * Therefore, we want to sync the MOS (thus syncing the dd_dbuf
 611          * and clearing the hold on it) before we process the sync_tasks.
 612          * The MOS data dirtied by the sync_tasks will be synced on the next
 613          * pass.
 614          */
 615         DTRACE_PROBE(pool_sync__3task);
 616         if (!txg_list_empty(&dp->dp_sync_tasks, txg)) {
 617                 dsl_sync_task_group_t *dstg;
 618                 /*
 619                  * No more sync tasks should have been added while we
 620                  * were syncing.
 621                  */
 622                 ASSERT(spa_sync_pass(dp->dp_spa) == 1);
 623                 while ((dstg = txg_list_remove(&dp->dp_sync_tasks, txg)))
 624                         dsl_sync_task_group_sync(dstg, tx);
 625         }
 626
 627         dmu_tx_commit(tx);
 628
 629         dp->dp_space_towrite[txg & TXG_MASK] = 0;
 630         ASSERT(dp->dp_tempreserved[txg & TXG_MASK] == 0);
 631
 632         /*
 633          * If the write limit max has not been explicitly set, set it
 634          * to a fraction of available physical memory (default 1/8th).
 635          * Note that we must inflate the limit because the spa
 636          * inflates write sizes to account for data replication.
 637          * Check this each sync phase to catch changing memory size.
 638          */
 639         if (physmem != old_physmem && zfs_write_limit_shift) {
 640                 mutex_enter(&zfs_write_limit_lock);
 641                 old_physmem = physmem;
 642                 zfs_write_limit_max = ptob(physmem) >> zfs_write_limit_shift;
 643                 zfs_write_limit_inflated = MAX(zfs_write_limit_min,
 644                     spa_get_asize(dp->dp_spa, zfs_write_limit_max));
 645                 mutex_exit(&zfs_write_limit_lock);
 646         }
 647
 648         /*
 649          * Attempt to keep the sync time consistent by adjusting the
 650          * amount of write traffic allowed into each transaction group.
 651          * Weight the throughput calculation towards the current value:
 652          *      thru = 3/4 old_thru + 1/4 new_thru
 653          *
 654          * Note: write_time is in nanosecs, so write_time/MICROSEC
 655          * yields millisecs
 656          */
 657         ASSERT(zfs_write_limit_min > 0);
 658         if (data_written > zfs_write_limit_min / 8 && write_time > MICROSEC) {
 659                 uint64_t throughput = data_written / (write_time / MICROSEC);
 660
 661                 if (dp->dp_throughput)
 662                         dp->dp_throughput = throughput / 4 +
 663                             3 * dp->dp_throughput / 4;
 664                 else
 665                         dp->dp_throughput = throughput;
 666                 dp->dp_write_limit = MIN(zfs_write_limit_inflated,
 667                     MAX(zfs_write_limit_min,
 668                     dp->dp_throughput * zfs_txg_synctime_ms));
 669         }
 670 }
 671
 672 void
 673 dsl_pool_sync_done(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 674 {
 675         zilog_t *zilog;
 676         dsl_dataset_t *ds;
 677
 678         while ((zilog = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_zilogs, txg))) {
 679                 ds = dmu_objset_ds(zilog->zl_os);
 680                 zil_clean(zilog, txg);
 681                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(zilog->zl_os, txg));
 682                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, zilog);
 683         }
 684         ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(dp->dp_meta_objset, txg));
 685 }
 686
 687 /*
 688  * TRUE if the current thread is the tx_sync_thread or if we
 689  * are being called from SPA context during pool initialization.
 690  */
 691 int
 692 dsl_pool_sync_context(dsl_pool_t *dp)
 693 {
 694         return (curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread ||
 695             spa_is_initializing(dp->dp_spa));
 696 }
 697
 698 uint64_t
 699 dsl_pool_adjustedsize(dsl_pool_t *dp, boolean_t netfree)
 700 {
 701         uint64_t space, resv;
 702
 703         /*
 704          * Reserve about 1.6% (1/64), or at least 32MB, for allocation
 705          * efficiency.
 706          * XXX The intent log is not accounted for, so it must fit
 707          * within this slop.
 708          *
 709          * If we're trying to assess whether it's OK to do a free,
 710          * cut the reservation in half to allow forward progress
 711          * (e.g. make it possible to rm(1) files from a full pool).
 712          */
 713         space = spa_get_dspace(dp->dp_spa);
 714         resv = MAX(space >> 6, SPA_MINDEVSIZE >> 1);
 715         if (netfree)
 716                 resv >>= 1;
 717
 718         return (space - resv);
 719 }
 720
 721 int
 722 dsl_pool_tempreserve_space(dsl_pool_t *dp, uint64_t space, dmu_tx_t *tx)
 723 {
 724         uint64_t reserved = 0;
 725         uint64_t write_limit = (zfs_write_limit_override ?
 726             zfs_write_limit_override : dp->dp_write_limit);
 727
 728         if (zfs_no_write_throttle) {
 729                 atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK],
 730                     space);
 731                 return (0);
 732         }
 733
 734         /*
 735          * Check to see if we have exceeded the maximum allowed IO for
 736          * this transaction group.  We can do this without locks since
 737          * a little slop here is ok.  Note that we do the reserved check
 738          * with only half the requested reserve: this is because the
 739          * reserve requests are worst-case, and we really don't want to
 740          * throttle based off of worst-case estimates.
 741          */
 742         if (write_limit > 0) {
 743                 reserved = dp->dp_space_towrite[tx->tx_txg & TXG_MASK]
 744                     + dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK] / 2;
 745
 746                 if (reserved && reserved > write_limit) {
 747                         DMU_TX_STAT_BUMP(dmu_tx_write_limit);
 748                         return (ERESTART);
 749                 }
 750         }
 751
 752         atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK], space);
 753
 754         /*
 755          * If this transaction group is over 7/8ths capacity, delay
 756          * the caller 1 clock tick.  This will slow down the "fill"
 757          * rate until the sync process can catch up with us.
 758          */
 759         if (reserved && reserved > (write_limit - (write_limit >> 3)))
 760                 txg_delay(dp, tx->tx_txg, 1);
 761
 762         return (0);
 763 }
 764
 765 void
 766 dsl_pool_tempreserve_clear(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
 767 {
 768         ASSERT(dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK] >= space);
 769         atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK], -space);
 770 }
 771
 772 void
 773 dsl_pool_memory_pressure(dsl_pool_t *dp)
 774 {
 775         uint64_t space_inuse = 0;
 776         int i;
 777
 778         if (dp->dp_write_limit == zfs_write_limit_min)
 779                 return;
 780
 781         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 782                 space_inuse += dp->dp_space_towrite[i];
 783                 space_inuse += dp->dp_tempreserved[i];
 784         }
 785         dp->dp_write_limit = MAX(zfs_write_limit_min,
 786             MIN(dp->dp_write_limit, space_inuse / 4));
 787 }
 788
 789 void
 790 dsl_pool_willuse_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
 791 {
 792         if (space > 0) {
 793                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
 794                 dp->dp_space_towrite[tx->tx_txg & TXG_MASK] += space;
 795                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
 796         }
 797 }
 798
 799 /* ARGSUSED */
 800 static int
 801 upgrade_clones_cb(spa_t *spa, uint64_t dsobj, const char *dsname, void *arg)
 802 {
 803         dmu_tx_t *tx = arg;
 804         dsl_dataset_t *ds, *prev = NULL;
 805         int err;
 806         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
 807
 808         err = dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds);
 809         if (err)
 810                 return (err);
 811
 812         while (ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj != 0) {
 813                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
 814                     FTAG, &prev);
 815                 if (err) {
 816                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 817                         return (err);
 818                 }
 819
 820                 if (prev->ds_phys->ds_next_snap_obj != ds->ds_object)
 821                         break;
 822                 dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 823                 ds = prev;
 824                 prev = NULL;
 825         }
 826
 827         if (prev == NULL) {
 828                 prev = dp->dp_origin_snap;
 829
 830                 /*
 831                  * The $ORIGIN can't have any data, or the accounting
 832                  * will be wrong.
 833                  */
 834                 ASSERT(prev->ds_phys->ds_bp.blk_birth == 0);
 835
 836                 /* The origin doesn't get attached to itself */
 837                 if (ds->ds_object == prev->ds_object) {
 838                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 839                         return (0);
 840                 }
 841
 842                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dbuf, tx);
 843                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj = prev->ds_object;
 844                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_txg = prev->ds_phys->ds_creation_txg;
 845
 846                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dir->dd_dbuf, tx);
 847                 ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj = prev->ds_object;
 848
 849                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
 850                 prev->ds_phys->ds_num_children++;
 851
 852                 if (ds->ds_phys->ds_next_snap_obj == 0) {
 853                         ASSERT(ds->ds_prev == NULL);
 854                         VERIFY(0 == dsl_dataset_hold_obj(dp,
 855                             ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, ds, &ds->ds_prev));
 856                 }
 857         }
 858
 859         ASSERT(ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj == prev->ds_object);
 860         ASSERT(ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj == prev->ds_object);
 861
 862         if (prev->ds_phys->ds_next_clones_obj == 0) {
 863                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
 864                 prev->ds_phys->ds_next_clones_obj =
 865                     zap_create(dp->dp_meta_objset,
 866                     DMU_OT_NEXT_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
 867         }
 868         VERIFY(0 == zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
 869             prev->ds_phys->ds_next_clones_obj, ds->ds_object, tx));
 870
 871         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 872         if (prev != dp->dp_origin_snap)
 873                 dsl_dataset_rele(prev, FTAG);
 874         return (0);
 875 }
 876
 877 void
 878 dsl_pool_upgrade_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 879 {
 880         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 881         ASSERT(dp->dp_origin_snap != NULL);
 882
 883         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_find_spa(dp->dp_spa, NULL, upgrade_clones_cb,
 884             tx, DS_FIND_CHILDREN));
 885 }
 886
 887 /* ARGSUSED */
 888 static int
 889 upgrade_dir_clones_cb(spa_t *spa, uint64_t dsobj, const char *dsname, void *arg)
 890 {
 891         dmu_tx_t *tx = arg;
 892         dsl_dataset_t *ds;
 893         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
 894         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 895
 896         VERIFY3U(0, ==, dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
 897
 898         if (ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj) {
 899                 dsl_dataset_t *origin;
 900
 901                 VERIFY3U(0, ==, dsl_dataset_hold_obj(dp,
 902                     ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj, FTAG, &origin));
 903
 904                 if (origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones == 0) {
 905                         dmu_buf_will_dirty(origin->ds_dir->dd_dbuf, tx);
 906                         origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones = zap_create(mos,
 907                             DMU_OT_DSL_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
 908                 }
 909
 910                 VERIFY3U(0, ==, zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
 911                     origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones, dsobj, tx));
 912
 913                 dsl_dataset_rele(origin, FTAG);
 914         }
 915
 916         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 917         return (0);
 918 }
 919
 920 void
 921 dsl_pool_upgrade_dir_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 922 {
 923         uint64_t obj;
 924
 925         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 926
 927         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, FREE_DIR_NAME, tx);
 928         VERIFY(0 == dsl_pool_open_special_dir(dp,
 929             FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
 930
 931         /*
 932          * We can't use bpobj_alloc(), because spa_version() still
 933          * returns the old version, and we need a new-version bpobj with
 934          * subobj support.  So call dmu_object_alloc() directly.
 935          */
 936         obj = dmu_object_alloc(dp->dp_meta_objset, DMU_OT_BPOBJ,
 937             SPA_MAXBLOCKSIZE, DMU_OT_BPOBJ_HDR, sizeof (bpobj_phys_t), tx);
 938         VERIFY3U(0, ==, zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
 939             DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
 940         VERIFY3U(0, ==, bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
 941             dp->dp_meta_objset, obj));
 942
 943         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_find_spa(dp->dp_spa, NULL,
 944             upgrade_dir_clones_cb, tx, DS_FIND_CHILDREN));
 945 }
 946
 947 void
 948 dsl_pool_create_origin(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
 949 {
 950         uint64_t dsobj;
 951         dsl_dataset_t *ds;
 952
 953         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
 954         ASSERT(dp->dp_origin_snap == NULL);
 955
 956         /* create the origin dir, ds, & snap-ds */
 957         rw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER);
 958         dsobj = dsl_dataset_create_sync(dp->dp_root_dir, ORIGIN_DIR_NAME,
 959             NULL, 0, kcred, tx);
 960         VERIFY(0 == dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
 961         dsl_dataset_snapshot_sync(ds, ORIGIN_DIR_NAME, tx);
 962         VERIFY(0 == dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
 963             dp, &dp->dp_origin_snap));
 964         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
 965         rw_exit(&dp->dp_config_rwlock);
 966 }
 967
 968 taskq_t *
 969 dsl_pool_iput_taskq(dsl_pool_t *dp)
 970 {
 971         return (dp->dp_iput_taskq);
 972 }
 973
 974 /*
 975  * Walk through the pool-wide zap object of temporary snapshot user holds
 976  * and release them.
 977  */
 978 void
 979 dsl_pool_clean_tmp_userrefs(dsl_pool_t *dp)
 980 {
 981         zap_attribute_t za;
 982         zap_cursor_t zc;
 983         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
 984         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
 985
 986         if (zapobj == 0)
 987                 return;
 988         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
 989
 990         for (zap_cursor_init(&zc, mos, zapobj);
 991             zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0;
 992             zap_cursor_advance(&zc)) {
 993                 char *htag;
 994                 uint64_t dsobj;
 995
 996                 htag = strchr(za.za_name, '-');
 997                 *htag = '\0';
 998                 ++htag;
 999                 dsobj = strtonum(za.za_name, NULL);
1000                 (void) dsl_dataset_user_release_tmp(dp, dsobj, htag, B_FALSE);
1001         }
1002         zap_cursor_fini(&zc);
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Create the pool-wide zap object for storing temporary snapshot holds.
1007  */
1008 void
1009 dsl_pool_user_hold_create_obj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1010 {
1011         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1012
1013         ASSERT(dp->dp_tmp_userrefs_obj == 0);
1014         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1015
1016         dp->dp_tmp_userrefs_obj = zap_create_link(mos, DMU_OT_USERREFS,
1017             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT, DMU_POOL_TMP_USERREFS, tx);
1018 }
1019
1020 static int
1021 dsl_pool_user_hold_rele_impl(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj,
1022     const char *tag, uint64_t *now, dmu_tx_t *tx, boolean_t holding)
1023 {
1024         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1025         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1026         char *name;
1027         int error;
1028
1029         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
1030         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1031
1032         /*
1033          * If the pool was created prior to SPA_VERSION_USERREFS, the
1034          * zap object for temporary holds might not exist yet.
1035          */
1036         if (zapobj == 0) {
1037                 if (holding) {
1038                         dsl_pool_user_hold_create_obj(dp, tx);
1039                         zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1040                 } else {
1041                         return (ENOENT);
1042                 }
1043         }
1044
1045         name = kmem_asprintf("%llx-%s", (u_longlong_t)dsobj, tag);
1046         if (holding)
1047                 error = zap_add(mos, zapobj, name, 8, 1, now, tx);
1048         else
1049                 error = zap_remove(mos, zapobj, name, tx);
1050         strfree(name);
1051
1052         return (error);
1053 }
1054
1055 /*
1056  * Add a temporary hold for the given dataset object and tag.
1057  */
1058 int
1059 dsl_pool_user_hold(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1060     uint64_t *now, dmu_tx_t *tx)
1061 {
1062         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, now, tx, B_TRUE));
1063 }
1064
1065 /*
1066  * Release a temporary hold for the given dataset object and tag.
1067  */
1068 int
1069 dsl_pool_user_release(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1070     dmu_tx_t *tx)
1071 {
1072         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, NULL,
1073             tx, B_FALSE));
1074 }
1075
1076 #if defined(_KERNEL) && defined(HAVE_SPL)
1077 module_param(zfs_no_write_throttle, int, 0644);
1078 MODULE_PARM_DESC(zfs_no_write_throttle, "Disable write throttling");
1079
1080 module_param(zfs_write_limit_shift, int, 0444);
1081 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_shift, "log2(fraction of memory) per txg");
1082
1083 module_param(zfs_txg_synctime_ms, int, 0644);
1084 MODULE_PARM_DESC(zfs_txg_synctime_ms, "Target milliseconds between txg sync");
1085
1086 module_param(zfs_txg_history, int, 0644);
1087 MODULE_PARM_DESC(zfs_txg_history, "Historic statistics for the last N txgs");
1088
1089 module_param(zfs_write_limit_min, ulong, 0444);
1090 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_min, "Min txg write limit");
1091
1092 module_param(zfs_write_limit_max, ulong, 0444);
1093 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_max, "Max txg write limit");
1094
1095 module_param(zfs_write_limit_inflated, ulong, 0444);
1096 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_inflated, "Inflated txg write limit");
1097
1098 module_param(zfs_write_limit_override, ulong, 0444);
1099 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_override, "Override txg write limit");
1100 #endif