Add new kstat for monitoring time in dmu_tx_assign
[zfs.git] / 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 void
62 dsl_pool_tx_assign_init(dsl_pool_t *dp, unsigned int ndata)
63 {
64         kstat_named_t *ks;
65         char name[KSTAT_STRLEN];
66         int i, data_size = ndata * sizeof(kstat_named_t);
67
68         (void) snprintf(name, KSTAT_STRLEN, "dmu_tx_assign-%s",
69                         spa_name(dp->dp_spa));
70
71         dp->dp_tx_assign_size = ndata;
72
73         if (data_size)
74                 dp->dp_tx_assign_buckets = kmem_alloc(data_size, KM_SLEEP);
75         else
76                 dp->dp_tx_assign_buckets = NULL;
77
78         for (i = 0; i < dp->dp_tx_assign_size; i++) {
79                 ks = &dp->dp_tx_assign_buckets[i];
80                 ks->data_type = KSTAT_DATA_UINT64;
81                 ks->value.ui64 = 0;
82                 (void) snprintf(ks->name, KSTAT_STRLEN, "%u us", 1 << i);
83         }
84
85         dp->dp_tx_assign_kstat = kstat_create("zfs", 0, name, "misc",
86             KSTAT_TYPE_NAMED, 0, KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
87
88         if (dp->dp_tx_assign_kstat) {
89                 dp->dp_tx_assign_kstat->ks_data = dp->dp_tx_assign_buckets;
90                 dp->dp_tx_assign_kstat->ks_ndata = dp->dp_tx_assign_size;
91                 dp->dp_tx_assign_kstat->ks_data_size = data_size;
92                 kstat_install(dp->dp_tx_assign_kstat);
93         }
94 }
95
96 static void
97 dsl_pool_tx_assign_destroy(dsl_pool_t *dp)
98 {
99         if (dp->dp_tx_assign_buckets)
100                 kmem_free(dp->dp_tx_assign_buckets,
101                           dp->dp_tx_assign_size * sizeof(kstat_named_t));
102
103         if (dp->dp_tx_assign_kstat)
104                 kstat_delete(dp->dp_tx_assign_kstat);
105 }
106
107 void
108 dsl_pool_tx_assign_add_usecs(dsl_pool_t *dp, uint64_t usecs)
109 {
110         uint64_t idx = 0;
111
112         while (((1 << idx) < usecs) && (idx < dp->dp_tx_assign_size - 1))
113                 idx++;
114
115         atomic_inc_64(&dp->dp_tx_assign_buckets[idx].value.ui64);
116 }
117
118 static int
119 dsl_pool_txg_history_update(kstat_t *ksp, int rw)
120 {
121         dsl_pool_t *dp = ksp->ks_private;
122         txg_history_t *th;
123         int i = 0;
124
125         if (rw == KSTAT_WRITE)
126                 return (EACCES);
127
128         if (ksp->ks_data)
129                 kmem_free(ksp->ks_data, ksp->ks_data_size);
130
131         mutex_enter(&dp->dp_lock);
132
133         ksp->ks_ndata = dp->dp_txg_history_size;
134         ksp->ks_data_size = dp->dp_txg_history_size * sizeof(kstat_txg_t);
135         if (ksp->ks_data_size > 0)
136                 ksp->ks_data = kmem_alloc(ksp->ks_data_size, KM_PUSHPAGE);
137
138         /* Traversed oldest to youngest for the most readable kstat output */
139         for (th = list_tail(&dp->dp_txg_history); th != NULL;
140              th = list_prev(&dp->dp_txg_history, th)) {
141                 mutex_enter(&th->th_lock);
142                 ASSERT3S(i + sizeof(kstat_txg_t), <=, ksp->ks_data_size);
143                 memcpy(ksp->ks_data + i, &th->th_kstat, sizeof(kstat_txg_t));
144                 i += sizeof(kstat_txg_t);
145                 mutex_exit(&th->th_lock);
146         }
147
148         mutex_exit(&dp->dp_lock);
149
150         return (0);
151 }
152
153 static void
154 dsl_pool_txg_history_init(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
155 {
156         char name[KSTAT_STRLEN];
157
158         list_create(&dp->dp_txg_history, sizeof (txg_history_t),
159             offsetof(txg_history_t, th_link));
160         dsl_pool_txg_history_add(dp, txg);
161
162         (void) snprintf(name, KSTAT_STRLEN, "txgs-%s", spa_name(dp->dp_spa));
163         dp->dp_txg_kstat = kstat_create("zfs", 0, name, "misc",
164             KSTAT_TYPE_TXG, 0, KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
165         if (dp->dp_txg_kstat) {
166                 dp->dp_txg_kstat->ks_data = NULL;
167                 dp->dp_txg_kstat->ks_private = dp;
168                 dp->dp_txg_kstat->ks_update = dsl_pool_txg_history_update;
169                 kstat_install(dp->dp_txg_kstat);
170         }
171 }
172
173 static void
174 dsl_pool_txg_history_destroy(dsl_pool_t *dp)
175 {
176         txg_history_t *th;
177
178         if (dp->dp_txg_kstat) {
179                 if (dp->dp_txg_kstat->ks_data)
180                         kmem_free(dp->dp_txg_kstat->ks_data,
181                             dp->dp_txg_kstat->ks_data_size);
182
183                 kstat_delete(dp->dp_txg_kstat);
184         }
185
186         mutex_enter(&dp->dp_lock);
187         while ((th = list_remove_head(&dp->dp_txg_history))) {
188                 dp->dp_txg_history_size--;
189                 mutex_destroy(&th->th_lock);
190                 kmem_free(th, sizeof(txg_history_t));
191         }
192
193         ASSERT3U(dp->dp_txg_history_size, ==, 0);
194         list_destroy(&dp->dp_txg_history);
195         mutex_exit(&dp->dp_lock);
196 }
197
198 txg_history_t *
199 dsl_pool_txg_history_add(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
200 {
201         txg_history_t *th, *rm;
202
203         th = kmem_zalloc(sizeof(txg_history_t), KM_PUSHPAGE);
204         mutex_init(&th->th_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
205         th->th_kstat.txg = txg;
206         th->th_kstat.state = TXG_STATE_OPEN;
207         th->th_kstat.birth = gethrtime();
208
209         mutex_enter(&dp->dp_lock);
210
211         list_insert_head(&dp->dp_txg_history, th);
212         dp->dp_txg_history_size++;
213
214         while (dp->dp_txg_history_size > zfs_txg_history) {
215                 dp->dp_txg_history_size--;
216                 rm = list_remove_tail(&dp->dp_txg_history);
217                 mutex_destroy(&rm->th_lock);
218                 kmem_free(rm, sizeof(txg_history_t));
219         }
220
221         mutex_exit(&dp->dp_lock);
222
223         return (th);
224 }
225
226 /*
227  * Traversed youngest to oldest because lookups are only done for open
228  * or syncing txgs which are guaranteed to be at the head of the list.
229  * The txg_history_t structure will be returned locked.
230  */
231 txg_history_t *
232 dsl_pool_txg_history_get(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
233 {
234         txg_history_t *th;
235
236         mutex_enter(&dp->dp_lock);
237         for (th = list_head(&dp->dp_txg_history); th != NULL;
238              th = list_next(&dp->dp_txg_history, th)) {
239                 if (th->th_kstat.txg == txg) {
240                         mutex_enter(&th->th_lock);
241                         break;
242                 }
243         }
244         mutex_exit(&dp->dp_lock);
245
246         return (th);
247 }
248
249 void
250 dsl_pool_txg_history_put(txg_history_t *th)
251 {
252         mutex_exit(&th->th_lock);
253 }
254
255 int
256 dsl_pool_open_special_dir(dsl_pool_t *dp, const char *name, dsl_dir_t **ddp)
257 {
258         uint64_t obj;
259         int err;
260
261         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset,
262             dp->dp_root_dir->dd_phys->dd_child_dir_zapobj,
263             name, sizeof (obj), 1, &obj);
264         if (err)
265                 return (err);
266
267         return (dsl_dir_open_obj(dp, obj, name, dp, ddp));
268 }
269
270 static dsl_pool_t *
271 dsl_pool_open_impl(spa_t *spa, uint64_t txg)
272 {
273         dsl_pool_t *dp;
274         blkptr_t *bp = spa_get_rootblkptr(spa);
275
276         dp = kmem_zalloc(sizeof (dsl_pool_t), KM_SLEEP);
277         dp->dp_spa = spa;
278         dp->dp_meta_rootbp = *bp;
279         rw_init(&dp->dp_config_rwlock, NULL, RW_DEFAULT, NULL);
280         dp->dp_write_limit = zfs_write_limit_min;
281         txg_init(dp, txg);
282
283         txg_list_create(&dp->dp_dirty_datasets,
284             offsetof(dsl_dataset_t, ds_dirty_link));
285         txg_list_create(&dp->dp_dirty_zilogs,
286             offsetof(zilog_t, zl_dirty_link));
287         txg_list_create(&dp->dp_dirty_dirs,
288             offsetof(dsl_dir_t, dd_dirty_link));
289         txg_list_create(&dp->dp_sync_tasks,
290             offsetof(dsl_sync_task_group_t, dstg_node));
291
292         mutex_init(&dp->dp_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
293
294         dp->dp_iput_taskq = taskq_create("zfs_iput_taskq", 1, minclsyspri,
295             1, 4, 0);
296
297         dsl_pool_txg_history_init(dp, txg);
298         dsl_pool_tx_assign_init(dp, 32);
299
300         return (dp);
301 }
302
303 int
304 dsl_pool_init(spa_t *spa, uint64_t txg, dsl_pool_t **dpp)
305 {
306         int err;
307         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
308
309         err = dmu_objset_open_impl(spa, NULL, &dp->dp_meta_rootbp,
310             &dp->dp_meta_objset);
311         if (err != 0)
312                 dsl_pool_close(dp);
313         else
314                 *dpp = dp;
315
316         return (err);
317 }
318
319 int
320 dsl_pool_open(dsl_pool_t *dp)
321 {
322         int err;
323         dsl_dir_t *dd;
324         dsl_dataset_t *ds;
325         uint64_t obj;
326
327         rw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER);
328         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
329             DMU_POOL_ROOT_DATASET, sizeof (uint64_t), 1,
330             &dp->dp_root_dir_obj);
331         if (err)
332                 goto out;
333
334         err = dsl_dir_open_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
335             NULL, dp, &dp->dp_root_dir);
336         if (err)
337                 goto out;
338
339         err = dsl_pool_open_special_dir(dp, MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir);
340         if (err)
341                 goto out;
342
343         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_ORIGIN) {
344                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, ORIGIN_DIR_NAME, &dd);
345                 if (err)
346                         goto out;
347                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp, dd->dd_phys->dd_head_dataset_obj,
348                     FTAG, &ds);
349                 if (err == 0) {
350                         err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
351                             ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, dp,
352                             &dp->dp_origin_snap);
353                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
354                 }
355                 dsl_dir_close(dd, dp);
356                 if (err)
357                         goto out;
358         }
359
360         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
361                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, FREE_DIR_NAME,
362                     &dp->dp_free_dir);
363                 if (err)
364                         goto out;
365
366                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
367                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
368                 if (err)
369                         goto out;
370                 VERIFY3U(0, ==, bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
371                     dp->dp_meta_objset, obj));
372         }
373
374         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa,
375             &spa_feature_table[SPA_FEATURE_ASYNC_DESTROY])) {
376                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
377                     DMU_POOL_BPTREE_OBJ, sizeof (uint64_t), 1,
378                     &dp->dp_bptree_obj);
379                 if (err != 0)
380                         goto out;
381         }
382
383         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa,
384             &spa_feature_table[SPA_FEATURE_EMPTY_BPOBJ])) {
385                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
386                     DMU_POOL_EMPTY_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1,
387                     &dp->dp_empty_bpobj);
388                 if (err != 0)
389                         goto out;
390         }
391
392         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
393             DMU_POOL_TMP_USERREFS, sizeof (uint64_t), 1,
394             &dp->dp_tmp_userrefs_obj);
395         if (err == ENOENT)
396                 err = 0;
397         if (err)
398                 goto out;
399
400         err = dsl_scan_init(dp, dp->dp_tx.tx_open_txg);
401
402 out:
403         rw_exit(&dp->dp_config_rwlock);
404         return (err);
405 }
406
407 void
408 dsl_pool_close(dsl_pool_t *dp)
409 {
410         /* drop our references from dsl_pool_open() */
411
412         /*
413          * Since we held the origin_snap from "syncing" context (which
414          * includes pool-opening context), it actually only got a "ref"
415          * and not a hold, so just drop that here.
416          */
417         if (dp->dp_origin_snap)
418                 dsl_dataset_drop_ref(dp->dp_origin_snap, dp);
419         if (dp->dp_mos_dir)
420                 dsl_dir_close(dp->dp_mos_dir, dp);
421         if (dp->dp_free_dir)
422                 dsl_dir_close(dp->dp_free_dir, dp);
423         if (dp->dp_root_dir)
424                 dsl_dir_close(dp->dp_root_dir, dp);
425
426         bpobj_close(&dp->dp_free_bpobj);
427
428         /* undo the dmu_objset_open_impl(mos) from dsl_pool_open() */
429         if (dp->dp_meta_objset)
430                 dmu_objset_evict(dp->dp_meta_objset);
431
432         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_datasets);
433         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_zilogs);
434         txg_list_destroy(&dp->dp_sync_tasks);
435         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_dirs);
436
437         arc_flush(dp->dp_spa);
438         txg_fini(dp);
439         dsl_scan_fini(dp);
440         dsl_pool_tx_assign_destroy(dp);
441         dsl_pool_txg_history_destroy(dp);
442         rw_destroy(&dp->dp_config_rwlock);
443         mutex_destroy(&dp->dp_lock);
444         taskq_destroy(dp->dp_iput_taskq);
445         if (dp->dp_blkstats)
446                 kmem_free(dp->dp_blkstats, sizeof (zfs_all_blkstats_t));
447         kmem_free(dp, sizeof (dsl_pool_t));
448 }
449
450 dsl_pool_t *
451 dsl_pool_create(spa_t *spa, nvlist_t *zplprops, uint64_t txg)
452 {
453         int err;
454         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
455         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
456         objset_t *os;
457         dsl_dataset_t *ds;
458         uint64_t obj;
459
460         /* create and open the MOS (meta-objset) */
461         dp->dp_meta_objset = dmu_objset_create_impl(spa,
462             NULL, &dp->dp_meta_rootbp, DMU_OST_META, tx);
463
464         /* create the pool directory */
465         err = zap_create_claim(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
466             DMU_OT_OBJECT_DIRECTORY, DMU_OT_NONE, 0, tx);
467         ASSERT0(err);
468
469         /* Initialize scan structures */
470         VERIFY3U(0, ==, dsl_scan_init(dp, txg));
471
472         /* create and open the root dir */
473         dp->dp_root_dir_obj = dsl_dir_create_sync(dp, NULL, NULL, tx);
474         VERIFY(0 == dsl_dir_open_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
475             NULL, dp, &dp->dp_root_dir));
476
477         /* create and open the meta-objset dir */
478         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, MOS_DIR_NAME, tx);
479         VERIFY(0 == dsl_pool_open_special_dir(dp,
480             MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir));
481
482         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
483                 /* create and open the free dir */
484                 (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir,
485                     FREE_DIR_NAME, tx);
486                 VERIFY(0 == dsl_pool_open_special_dir(dp,
487                     FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
488
489                 /* create and open the free_bplist */
490                 obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_MAXBLOCKSIZE, tx);
491                 VERIFY(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
492                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx) == 0);
493                 VERIFY3U(0, ==, bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
494                     dp->dp_meta_objset, obj));
495         }
496
497         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DSL_SCRUB)
498                 dsl_pool_create_origin(dp, tx);
499
500         /* create the root dataset */
501         obj = dsl_dataset_create_sync_dd(dp->dp_root_dir, NULL, 0, tx);
502
503         /* create the root objset */
504         VERIFY(0 == dsl_dataset_hold_obj(dp, obj, FTAG, &ds));
505         VERIFY(NULL != (os = dmu_objset_create_impl(dp->dp_spa, ds,
506             dsl_dataset_get_blkptr(ds), DMU_OST_ZFS, tx)));
507 #ifdef _KERNEL
508         zfs_create_fs(os, kcred, zplprops, tx);
509 #endif
510         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
511
512         dmu_tx_commit(tx);
513
514         return (dp);
515 }
516
517 /*
518  * Account for the meta-objset space in its placeholder dsl_dir.
519  */
520 void
521 dsl_pool_mos_diduse_space(dsl_pool_t *dp,
522     int64_t used, int64_t comp, int64_t uncomp)
523 {
524         ASSERT3U(comp, ==, uncomp); /* it's all metadata */
525         mutex_enter(&dp->dp_lock);
526         dp->dp_mos_used_delta += used;
527         dp->dp_mos_compressed_delta += comp;
528         dp->dp_mos_uncompressed_delta += uncomp;
529         mutex_exit(&dp->dp_lock);
530 }
531
532 static int
533 deadlist_enqueue_cb(void *arg, const blkptr_t *bp, dmu_tx_t *tx)
534 {
535         dsl_deadlist_t *dl = arg;
536         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(dl->dl_os);
537         rw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER);
538         dsl_deadlist_insert(dl, bp, tx);
539         rw_exit(&dp->dp_config_rwlock);
540         return (0);
541 }
542
543 void
544 dsl_pool_sync(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
545 {
546         zio_t *zio;
547         dmu_tx_t *tx;
548         dsl_dir_t *dd;
549         dsl_dataset_t *ds;
550         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
551         hrtime_t start, write_time;
552         uint64_t data_written;
553         int err;
554         list_t synced_datasets;
555
556         list_create(&synced_datasets, sizeof (dsl_dataset_t),
557             offsetof(dsl_dataset_t, ds_synced_link));
558
559         /*
560          * We need to copy dp_space_towrite() before doing
561          * dsl_sync_task_group_sync(), because
562          * dsl_dataset_snapshot_reserve_space() will increase
563          * dp_space_towrite but not actually write anything.
564          */
565         data_written = dp->dp_space_towrite[txg & TXG_MASK];
566
567         tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
568
569         dp->dp_read_overhead = 0;
570         start = gethrtime();
571
572         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
573         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg))) {
574                 /*
575                  * We must not sync any non-MOS datasets twice, because
576                  * we may have taken a snapshot of them.  However, we
577                  * may sync newly-created datasets on pass 2.
578                  */
579                 ASSERT(!list_link_active(&ds->ds_synced_link));
580                 list_insert_tail(&synced_datasets, ds);
581                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
582         }
583         DTRACE_PROBE(pool_sync__1setup);
584         err = zio_wait(zio);
585
586         write_time = gethrtime() - start;
587         ASSERT(err == 0);
588         DTRACE_PROBE(pool_sync__2rootzio);
589
590         /*
591          * After the data blocks have been written (ensured by the zio_wait()
592          * above), update the user/group space accounting.
593          */
594         for (ds = list_head(&synced_datasets); ds;
595             ds = list_next(&synced_datasets, ds))
596                 dmu_objset_do_userquota_updates(ds->ds_objset, tx);
597
598         /*
599          * Sync the datasets again to push out the changes due to
600          * userspace updates.  This must be done before we process the
601          * sync tasks, so that any snapshots will have the correct
602          * user accounting information (and we won't get confused
603          * about which blocks are part of the snapshot).
604          */
605         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
606         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg))) {
607                 ASSERT(list_link_active(&ds->ds_synced_link));
608                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
609                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
610         }
611         err = zio_wait(zio);
612
613         /*
614          * Now that the datasets have been completely synced, we can
615          * clean up our in-memory structures accumulated while syncing:
616          *
617          *  - move dead blocks from the pending deadlist to the on-disk deadlist
618          *  - clean up zil records
619          *  - release hold from dsl_dataset_dirty()
620          */
621         while ((ds = list_remove_head(&synced_datasets))) {
622                 ASSERTV(objset_t *os = ds->ds_objset);
623                 bplist_iterate(&ds->ds_pending_deadlist,
624                     deadlist_enqueue_cb, &ds->ds_deadlist, tx);
625                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(os, txg));
626                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
627         }
628
629         start = gethrtime();
630         while ((dd = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_dirs, txg)))
631                 dsl_dir_sync(dd, tx);
632         write_time += gethrtime() - start;
633
634         /*
635          * The MOS's space is accounted for in the pool/$MOS
636          * (dp_mos_dir).  We can't modify the mos while we're syncing
637          * it, so we remember the deltas and apply them here.
638          */
639         if (dp->dp_mos_used_delta != 0 || dp->dp_mos_compressed_delta != 0 ||
640             dp->dp_mos_uncompressed_delta != 0) {
641                 dsl_dir_diduse_space(dp->dp_mos_dir, DD_USED_HEAD,
642                     dp->dp_mos_used_delta,
643                     dp->dp_mos_compressed_delta,
644                     dp->dp_mos_uncompressed_delta, tx);
645                 dp->dp_mos_used_delta = 0;
646                 dp->dp_mos_compressed_delta = 0;
647                 dp->dp_mos_uncompressed_delta = 0;
648         }
649
650         start = gethrtime();
651         if (list_head(&mos->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL ||
652             list_head(&mos->os_free_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL) {
653                 zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
654                 dmu_objset_sync(mos, zio, tx);
655                 err = zio_wait(zio);
656                 ASSERT(err == 0);
657                 dprintf_bp(&dp->dp_meta_rootbp, "meta objset rootbp is %s", "");
658                 spa_set_rootblkptr(dp->dp_spa, &dp->dp_meta_rootbp);
659         }
660         write_time += gethrtime() - start;
661         DTRACE_PROBE2(pool_sync__4io, hrtime_t, write_time,
662             hrtime_t, dp->dp_read_overhead);
663         write_time -= dp->dp_read_overhead;
664
665         /*
666          * If we modify a dataset in the same txg that we want to destroy it,
667          * its dsl_dir's dd_dbuf will be dirty, and thus have a hold on it.
668          * dsl_dir_destroy_check() will fail if there are unexpected holds.
669          * Therefore, we want to sync the MOS (thus syncing the dd_dbuf
670          * and clearing the hold on it) before we process the sync_tasks.
671          * The MOS data dirtied by the sync_tasks will be synced on the next
672          * pass.
673          */
674         DTRACE_PROBE(pool_sync__3task);
675         if (!txg_list_empty(&dp->dp_sync_tasks, txg)) {
676                 dsl_sync_task_group_t *dstg;
677                 /*
678                  * No more sync tasks should have been added while we
679                  * were syncing.
680                  */
681                 ASSERT(spa_sync_pass(dp->dp_spa) == 1);
682                 while ((dstg = txg_list_remove(&dp->dp_sync_tasks, txg)))
683                         dsl_sync_task_group_sync(dstg, tx);
684         }
685
686         dmu_tx_commit(tx);
687
688         dp->dp_space_towrite[txg & TXG_MASK] = 0;
689         ASSERT(dp->dp_tempreserved[txg & TXG_MASK] == 0);
690
691         /*
692          * If the write limit max has not been explicitly set, set it
693          * to a fraction of available physical memory (default 1/8th).
694          * Note that we must inflate the limit because the spa
695          * inflates write sizes to account for data replication.
696          * Check this each sync phase to catch changing memory size.
697          */
698         if (physmem != old_physmem && zfs_write_limit_shift) {
699                 mutex_enter(&zfs_write_limit_lock);
700                 old_physmem = physmem;
701                 zfs_write_limit_max = ptob(physmem) >> zfs_write_limit_shift;
702                 zfs_write_limit_inflated = MAX(zfs_write_limit_min,
703                     spa_get_asize(dp->dp_spa, zfs_write_limit_max));
704                 mutex_exit(&zfs_write_limit_lock);
705         }
706
707         /*
708          * Attempt to keep the sync time consistent by adjusting the
709          * amount of write traffic allowed into each transaction group.
710          * Weight the throughput calculation towards the current value:
711          *      thru = 3/4 old_thru + 1/4 new_thru
712          *
713          * Note: write_time is in nanosecs, so write_time/MICROSEC
714          * yields millisecs
715          */
716         ASSERT(zfs_write_limit_min > 0);
717         if (data_written > zfs_write_limit_min / 8 && write_time > MICROSEC) {
718                 uint64_t throughput = data_written / (write_time / MICROSEC);
719
720                 if (dp->dp_throughput)
721                         dp->dp_throughput = throughput / 4 +
722                             3 * dp->dp_throughput / 4;
723                 else
724                         dp->dp_throughput = throughput;
725                 dp->dp_write_limit = MIN(zfs_write_limit_inflated,
726                     MAX(zfs_write_limit_min,
727                     dp->dp_throughput * zfs_txg_synctime_ms));
728         }
729 }
730
731 void
732 dsl_pool_sync_done(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
733 {
734         zilog_t *zilog;
735         dsl_dataset_t *ds;
736
737         while ((zilog = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_zilogs, txg))) {
738                 ds = dmu_objset_ds(zilog->zl_os);
739                 zil_clean(zilog, txg);
740                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(zilog->zl_os, txg));
741                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, zilog);
742         }
743         ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(dp->dp_meta_objset, txg));
744 }
745
746 /*
747  * TRUE if the current thread is the tx_sync_thread or if we
748  * are being called from SPA context during pool initialization.
749  */
750 int
751 dsl_pool_sync_context(dsl_pool_t *dp)
752 {
753         return (curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread ||
754             spa_is_initializing(dp->dp_spa));
755 }
756
757 uint64_t
758 dsl_pool_adjustedsize(dsl_pool_t *dp, boolean_t netfree)
759 {
760         uint64_t space, resv;
761
762         /*
763          * Reserve about 1.6% (1/64), or at least 32MB, for allocation
764          * efficiency.
765          * XXX The intent log is not accounted for, so it must fit
766          * within this slop.
767          *
768          * If we're trying to assess whether it's OK to do a free,
769          * cut the reservation in half to allow forward progress
770          * (e.g. make it possible to rm(1) files from a full pool).
771          */
772         space = spa_get_dspace(dp->dp_spa);
773         resv = MAX(space >> 6, SPA_MINDEVSIZE >> 1);
774         if (netfree)
775                 resv >>= 1;
776
777         return (space - resv);
778 }
779
780 int
781 dsl_pool_tempreserve_space(dsl_pool_t *dp, uint64_t space, dmu_tx_t *tx)
782 {
783         uint64_t reserved = 0;
784         uint64_t write_limit = (zfs_write_limit_override ?
785             zfs_write_limit_override : dp->dp_write_limit);
786
787         if (zfs_no_write_throttle) {
788                 atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK],
789                     space);
790                 return (0);
791         }
792
793         /*
794          * Check to see if we have exceeded the maximum allowed IO for
795          * this transaction group.  We can do this without locks since
796          * a little slop here is ok.  Note that we do the reserved check
797          * with only half the requested reserve: this is because the
798          * reserve requests are worst-case, and we really don't want to
799          * throttle based off of worst-case estimates.
800          */
801         if (write_limit > 0) {
802                 reserved = dp->dp_space_towrite[tx->tx_txg & TXG_MASK]
803                     + dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK] / 2;
804
805                 if (reserved && reserved > write_limit) {
806                         DMU_TX_STAT_BUMP(dmu_tx_write_limit);
807                         return (ERESTART);
808                 }
809         }
810
811         atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK], space);
812
813         /*
814          * If this transaction group is over 7/8ths capacity, delay
815          * the caller 1 clock tick.  This will slow down the "fill"
816          * rate until the sync process can catch up with us.
817          */
818         if (reserved && reserved > (write_limit - (write_limit >> 3)))
819                 txg_delay(dp, tx->tx_txg, 1);
820
821         return (0);
822 }
823
824 void
825 dsl_pool_tempreserve_clear(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
826 {
827         ASSERT(dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK] >= space);
828         atomic_add_64(&dp->dp_tempreserved[tx->tx_txg & TXG_MASK], -space);
829 }
830
831 void
832 dsl_pool_memory_pressure(dsl_pool_t *dp)
833 {
834         uint64_t space_inuse = 0;
835         int i;
836
837         if (dp->dp_write_limit == zfs_write_limit_min)
838                 return;
839
840         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
841                 space_inuse += dp->dp_space_towrite[i];
842                 space_inuse += dp->dp_tempreserved[i];
843         }
844         dp->dp_write_limit = MAX(zfs_write_limit_min,
845             MIN(dp->dp_write_limit, space_inuse / 4));
846 }
847
848 void
849 dsl_pool_willuse_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
850 {
851         if (space > 0) {
852                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
853                 dp->dp_space_towrite[tx->tx_txg & TXG_MASK] += space;
854                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
855         }
856 }
857
858 /* ARGSUSED */
859 static int
860 upgrade_clones_cb(spa_t *spa, uint64_t dsobj, const char *dsname, void *arg)
861 {
862         dmu_tx_t *tx = arg;
863         dsl_dataset_t *ds, *prev = NULL;
864         int err;
865         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
866
867         err = dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds);
868         if (err)
869                 return (err);
870
871         while (ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj != 0) {
872                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
873                     FTAG, &prev);
874                 if (err) {
875                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
876                         return (err);
877                 }
878
879                 if (prev->ds_phys->ds_next_snap_obj != ds->ds_object)
880                         break;
881                 dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
882                 ds = prev;
883                 prev = NULL;
884         }
885
886         if (prev == NULL) {
887                 prev = dp->dp_origin_snap;
888
889                 /*
890                  * The $ORIGIN can't have any data, or the accounting
891                  * will be wrong.
892                  */
893                 ASSERT(prev->ds_phys->ds_bp.blk_birth == 0);
894
895                 /* The origin doesn't get attached to itself */
896                 if (ds->ds_object == prev->ds_object) {
897                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
898                         return (0);
899                 }
900
901                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dbuf, tx);
902                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj = prev->ds_object;
903                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_txg = prev->ds_phys->ds_creation_txg;
904
905                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dir->dd_dbuf, tx);
906                 ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj = prev->ds_object;
907
908                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
909                 prev->ds_phys->ds_num_children++;
910
911                 if (ds->ds_phys->ds_next_snap_obj == 0) {
912                         ASSERT(ds->ds_prev == NULL);
913                         VERIFY(0 == dsl_dataset_hold_obj(dp,
914                             ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, ds, &ds->ds_prev));
915                 }
916         }
917
918         ASSERT(ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj == prev->ds_object);
919         ASSERT(ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj == prev->ds_object);
920
921         if (prev->ds_phys->ds_next_clones_obj == 0) {
922                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
923                 prev->ds_phys->ds_next_clones_obj =
924                     zap_create(dp->dp_meta_objset,
925                     DMU_OT_NEXT_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
926         }
927         VERIFY(0 == zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
928             prev->ds_phys->ds_next_clones_obj, ds->ds_object, tx));
929
930         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
931         if (prev != dp->dp_origin_snap)
932                 dsl_dataset_rele(prev, FTAG);
933         return (0);
934 }
935
936 void
937 dsl_pool_upgrade_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
938 {
939         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
940         ASSERT(dp->dp_origin_snap != NULL);
941
942         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_find_spa(dp->dp_spa, NULL, upgrade_clones_cb,
943             tx, DS_FIND_CHILDREN));
944 }
945
946 /* ARGSUSED */
947 static int
948 upgrade_dir_clones_cb(spa_t *spa, uint64_t dsobj, const char *dsname, void *arg)
949 {
950         dmu_tx_t *tx = arg;
951         dsl_dataset_t *ds;
952         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
953         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
954
955         VERIFY3U(0, ==, dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
956
957         if (ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj) {
958                 dsl_dataset_t *origin;
959
960                 VERIFY3U(0, ==, dsl_dataset_hold_obj(dp,
961                     ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj, FTAG, &origin));
962
963                 if (origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones == 0) {
964                         dmu_buf_will_dirty(origin->ds_dir->dd_dbuf, tx);
965                         origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones = zap_create(mos,
966                             DMU_OT_DSL_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
967                 }
968
969                 VERIFY3U(0, ==, zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
970                     origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones, dsobj, tx));
971
972                 dsl_dataset_rele(origin, FTAG);
973         }
974
975         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
976         return (0);
977 }
978
979 void
980 dsl_pool_upgrade_dir_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
981 {
982         uint64_t obj;
983
984         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
985
986         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, FREE_DIR_NAME, tx);
987         VERIFY(0 == dsl_pool_open_special_dir(dp,
988             FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
989
990         /*
991          * We can't use bpobj_alloc(), because spa_version() still
992          * returns the old version, and we need a new-version bpobj with
993          * subobj support.  So call dmu_object_alloc() directly.
994          */
995         obj = dmu_object_alloc(dp->dp_meta_objset, DMU_OT_BPOBJ,
996             SPA_MAXBLOCKSIZE, DMU_OT_BPOBJ_HDR, sizeof (bpobj_phys_t), tx);
997         VERIFY3U(0, ==, zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
998             DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
999         VERIFY3U(0, ==, bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
1000             dp->dp_meta_objset, obj));
1001
1002         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_find_spa(dp->dp_spa, NULL,
1003             upgrade_dir_clones_cb, tx, DS_FIND_CHILDREN));
1004 }
1005
1006 void
1007 dsl_pool_create_origin(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1008 {
1009         uint64_t dsobj;
1010         dsl_dataset_t *ds;
1011
1012         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1013         ASSERT(dp->dp_origin_snap == NULL);
1014
1015         /* create the origin dir, ds, & snap-ds */
1016         rw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER);
1017         dsobj = dsl_dataset_create_sync(dp->dp_root_dir, ORIGIN_DIR_NAME,
1018             NULL, 0, kcred, tx);
1019         VERIFY(0 == dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
1020         dsl_dataset_snapshot_sync(ds, ORIGIN_DIR_NAME, tx);
1021         VERIFY(0 == dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
1022             dp, &dp->dp_origin_snap));
1023         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
1024         rw_exit(&dp->dp_config_rwlock);
1025 }
1026
1027 taskq_t *
1028 dsl_pool_iput_taskq(dsl_pool_t *dp)
1029 {
1030         return (dp->dp_iput_taskq);
1031 }
1032
1033 /*
1034  * Walk through the pool-wide zap object of temporary snapshot user holds
1035  * and release them.
1036  */
1037 void
1038 dsl_pool_clean_tmp_userrefs(dsl_pool_t *dp)
1039 {
1040         zap_attribute_t za;
1041         zap_cursor_t zc;
1042         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1043         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1044
1045         if (zapobj == 0)
1046                 return;
1047         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
1048
1049         for (zap_cursor_init(&zc, mos, zapobj);
1050             zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0;
1051             zap_cursor_advance(&zc)) {
1052                 char *htag;
1053                 uint64_t dsobj;
1054
1055                 htag = strchr(za.za_name, '-');
1056                 *htag = '\0';
1057                 ++htag;
1058                 dsobj = strtonum(za.za_name, NULL);
1059                 (void) dsl_dataset_user_release_tmp(dp, dsobj, htag, B_FALSE);
1060         }
1061         zap_cursor_fini(&zc);
1062 }
1063
1064 /*
1065  * Create the pool-wide zap object for storing temporary snapshot holds.
1066  */
1067 void
1068 dsl_pool_user_hold_create_obj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
1069 {
1070         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1071
1072         ASSERT(dp->dp_tmp_userrefs_obj == 0);
1073         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1074
1075         dp->dp_tmp_userrefs_obj = zap_create_link(mos, DMU_OT_USERREFS,
1076             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT, DMU_POOL_TMP_USERREFS, tx);
1077 }
1078
1079 static int
1080 dsl_pool_user_hold_rele_impl(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj,
1081     const char *tag, uint64_t *now, dmu_tx_t *tx, boolean_t holding)
1082 {
1083         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
1084         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1085         char *name;
1086         int error;
1087
1088         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
1089         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1090
1091         /*
1092          * If the pool was created prior to SPA_VERSION_USERREFS, the
1093          * zap object for temporary holds might not exist yet.
1094          */
1095         if (zapobj == 0) {
1096                 if (holding) {
1097                         dsl_pool_user_hold_create_obj(dp, tx);
1098                         zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
1099                 } else {
1100                         return (ENOENT);
1101                 }
1102         }
1103
1104         name = kmem_asprintf("%llx-%s", (u_longlong_t)dsobj, tag);
1105         if (holding)
1106                 error = zap_add(mos, zapobj, name, 8, 1, now, tx);
1107         else
1108                 error = zap_remove(mos, zapobj, name, tx);
1109         strfree(name);
1110
1111         return (error);
1112 }
1113
1114 /*
1115  * Add a temporary hold for the given dataset object and tag.
1116  */
1117 int
1118 dsl_pool_user_hold(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1119     uint64_t *now, dmu_tx_t *tx)
1120 {
1121         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, now, tx, B_TRUE));
1122 }
1123
1124 /*
1125  * Release a temporary hold for the given dataset object and tag.
1126  */
1127 int
1128 dsl_pool_user_release(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
1129     dmu_tx_t *tx)
1130 {
1131         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, NULL,
1132             tx, B_FALSE));
1133 }
1134
1135 #if defined(_KERNEL) && defined(HAVE_SPL)
1136 module_param(zfs_no_write_throttle, int, 0644);
1137 MODULE_PARM_DESC(zfs_no_write_throttle, "Disable write throttling");
1138
1139 module_param(zfs_write_limit_shift, int, 0444);
1140 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_shift, "log2(fraction of memory) per txg");
1141
1142 module_param(zfs_txg_synctime_ms, int, 0644);
1143 MODULE_PARM_DESC(zfs_txg_synctime_ms, "Target milliseconds between txg sync");
1144
1145 module_param(zfs_txg_history, int, 0644);
1146 MODULE_PARM_DESC(zfs_txg_history, "Historic statistics for the last N txgs");
1147
1148 module_param(zfs_write_limit_min, ulong, 0444);
1149 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_min, "Min txg write limit");
1150
1151 module_param(zfs_write_limit_max, ulong, 0444);
1152 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_max, "Max txg write limit");
1153
1154 module_param(zfs_write_limit_inflated, ulong, 0444);
1155 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_inflated, "Inflated txg write limit");
1156
1157 module_param(zfs_write_limit_override, ulong, 0444);
1158 MODULE_PARM_DESC(zfs_write_limit_override, "Override txg write limit");
1159 #endif