granicus.if.org Git - zfs/blob - module/zfs/txg.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  * Portions Copyright 2011 Martin Matuska
  24  * Copyright (c) 2012, 2014 by Delphix. All rights reserved.
  25  */
  26
  27 #include <sys/zfs_context.h>
  28 #include <sys/txg_impl.h>
  29 #include <sys/dmu_impl.h>
  30 #include <sys/spa_impl.h>
  31 #include <sys/dmu_tx.h>
  32 #include <sys/dsl_pool.h>
  33 #include <sys/dsl_scan.h>
  34 #include <sys/callb.h>
  35 #include <sys/trace_txg.h>
  36
  37 /*
  38  * ZFS Transaction Groups
  39  * ----------------------
  40  *
  41  * ZFS transaction groups are, as the name implies, groups of transactions
  42  * that act on persistent state. ZFS asserts consistency at the granularity of
  43  * these transaction groups. Each successive transaction group (txg) is
  44  * assigned a 64-bit consecutive identifier. There are three active
  45  * transaction group states: open, quiescing, or syncing. At any given time,
  46  * there may be an active txg associated with each state; each active txg may
  47  * either be processing, or blocked waiting to enter the next state. There may
  48  * be up to three active txgs, and there is always a txg in the open state
  49  * (though it may be blocked waiting to enter the quiescing state). In broad
  50  * strokes, transactions -- operations that change in-memory structures -- are
  51  * accepted into the txg in the open state, and are completed while the txg is
  52  * in the open or quiescing states. The accumulated changes are written to
  53  * disk in the syncing state.
  54  *
  55  * Open
  56  *
  57  * When a new txg becomes active, it first enters the open state. New
  58  * transactions -- updates to in-memory structures -- are assigned to the
  59  * currently open txg. There is always a txg in the open state so that ZFS can
  60  * accept new changes (though the txg may refuse new changes if it has hit
  61  * some limit). ZFS advances the open txg to the next state for a variety of
  62  * reasons such as it hitting a time or size threshold, or the execution of an
  63  * administrative action that must be completed in the syncing state.
  64  *
  65  * Quiescing
  66  *
  67  * After a txg exits the open state, it enters the quiescing state. The
  68  * quiescing state is intended to provide a buffer between accepting new
  69  * transactions in the open state and writing them out to stable storage in
  70  * the syncing state. While quiescing, transactions can continue their
  71  * operation without delaying either of the other states. Typically, a txg is
  72  * in the quiescing state very briefly since the operations are bounded by
  73  * software latencies rather than, say, slower I/O latencies. After all
  74  * transactions complete, the txg is ready to enter the next state.
  75  *
  76  * Syncing
  77  *
  78  * In the syncing state, the in-memory state built up during the open and (to
  79  * a lesser degree) the quiescing states is written to stable storage. The
  80  * process of writing out modified data can, in turn modify more data. For
  81  * example when we write new blocks, we need to allocate space for them; those
  82  * allocations modify metadata (space maps)... which themselves must be
  83  * written to stable storage. During the sync state, ZFS iterates, writing out
  84  * data until it converges and all in-memory changes have been written out.
  85  * The first such pass is the largest as it encompasses all the modified user
  86  * data (as opposed to filesystem metadata). Subsequent passes typically have
  87  * far less data to write as they consist exclusively of filesystem metadata.
  88  *
  89  * To ensure convergence, after a certain number of passes ZFS begins
  90  * overwriting locations on stable storage that had been allocated earlier in
  91  * the syncing state (and subsequently freed). ZFS usually allocates new
  92  * blocks to optimize for large, continuous, writes. For the syncing state to
  93  * converge however it must complete a pass where no new blocks are allocated
  94  * since each allocation requires a modification of persistent metadata.
  95  * Further, to hasten convergence, after a prescribed number of passes, ZFS
  96  * also defers frees, and stops compressing.
  97  *
  98  * In addition to writing out user data, we must also execute synctasks during
  99  * the syncing context. A synctask is the mechanism by which some
 100  * administrative activities work such as creating and destroying snapshots or
 101  * datasets. Note that when a synctask is initiated it enters the open txg,
 102  * and ZFS then pushes that txg as quickly as possible to completion of the
 103  * syncing state in order to reduce the latency of the administrative
 104  * activity. To complete the syncing state, ZFS writes out a new uberblock,
 105  * the root of the tree of blocks that comprise all state stored on the ZFS
 106  * pool. Finally, if there is a quiesced txg waiting, we signal that it can
 107  * now transition to the syncing state.
 108  */
 109
 110 static void txg_sync_thread(dsl_pool_t *dp);
 111 static void txg_quiesce_thread(dsl_pool_t *dp);
 112
 113 int zfs_txg_timeout = 5;        /* max seconds worth of delta per txg */
 114
 115 /*
 116  * Prepare the txg subsystem.
 117  */
 118 void
 119 txg_init(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 120 {
 121         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
 122         int c;
 123         bzero(tx, sizeof (tx_state_t));
 124
 125         tx->tx_cpu = vmem_zalloc(max_ncpus * sizeof (tx_cpu_t), KM_SLEEP);
 126
 127         for (c = 0; c < max_ncpus; c++) {
 128                 int i;
 129
 130                 mutex_init(&tx->tx_cpu[c].tc_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 131                 mutex_init(&tx->tx_cpu[c].tc_open_lock, NULL, MUTEX_NOLOCKDEP,
 132                     NULL);
 133                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 134                         cv_init(&tx->tx_cpu[c].tc_cv[i], NULL, CV_DEFAULT,
 135                             NULL);
 136                         list_create(&tx->tx_cpu[c].tc_callbacks[i],
 137                             sizeof (dmu_tx_callback_t),
 138                             offsetof(dmu_tx_callback_t, dcb_node));
 139                 }
 140         }
 141
 142         mutex_init(&tx->tx_sync_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 143
 144         cv_init(&tx->tx_sync_more_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
 145         cv_init(&tx->tx_sync_done_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
 146         cv_init(&tx->tx_quiesce_more_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
 147         cv_init(&tx->tx_quiesce_done_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
 148         cv_init(&tx->tx_exit_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
 149
 150         tx->tx_open_txg = txg;
 151 }
 152
 153 /*
 154  * Close down the txg subsystem.
 155  */
 156 void
 157 txg_fini(dsl_pool_t *dp)
 158 {
 159         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
 160         int c;
 161
 162         ASSERT(tx->tx_threads == 0);
 163
 164         mutex_destroy(&tx->tx_sync_lock);
 165
 166         cv_destroy(&tx->tx_sync_more_cv);
 167         cv_destroy(&tx->tx_sync_done_cv);
 168         cv_destroy(&tx->tx_quiesce_more_cv);
 169         cv_destroy(&tx->tx_quiesce_done_cv);
 170         cv_destroy(&tx->tx_exit_cv);
 171
 172         for (c = 0; c < max_ncpus; c++) {
 173                 int i;
 174
 175                 mutex_destroy(&tx->tx_cpu[c].tc_open_lock);
 176                 mutex_destroy(&tx->tx_cpu[c].tc_lock);
 177                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 178                         cv_destroy(&tx->tx_cpu[c].tc_cv[i]);
 179                         list_destroy(&tx->tx_cpu[c].tc_callbacks[i]);
 180                 }
 181         }
 182
 183         if (tx->tx_commit_cb_taskq != NULL)
 184                 taskq_destroy(tx->tx_commit_cb_taskq);
 185
 186         vmem_free(tx->tx_cpu, max_ncpus * sizeof (tx_cpu_t));
 187
 188         bzero(tx, sizeof (tx_state_t));
 189 }
 190
 191 /*
 192  * Start syncing transaction groups.
 193  */
 194 void
 195 txg_sync_start(dsl_pool_t *dp)
 196 {
 197         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
 198
 199         mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
 200
 201         dprintf("pool %p\n", dp);
 202
 203         ASSERT(tx->tx_threads == 0);
 204
 205         tx->tx_threads = 2;
 206
 207         tx->tx_quiesce_thread = thread_create(NULL, 0, txg_quiesce_thread,
 208             dp, 0, &p0, TS_RUN, defclsyspri);
 209
 210         /*
 211          * The sync thread can need a larger-than-default stack size on
 212          * 32-bit x86.  This is due in part to nested pools and
 213          * scrub_visitbp() recursion.
 214          */
 215         tx->tx_sync_thread = thread_create(NULL, 0, txg_sync_thread,
 216             dp, 0, &p0, TS_RUN, defclsyspri);
 217
 218         mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
 219 }
 220
 221 static void
 222 txg_thread_enter(tx_state_t *tx, callb_cpr_t *cpr)
 223 {
 224         CALLB_CPR_INIT(cpr, &tx->tx_sync_lock, callb_generic_cpr, FTAG);
 225         mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
 226 }
 227
 228 static void
 229 txg_thread_exit(tx_state_t *tx, callb_cpr_t *cpr, kthread_t **tpp)
 230 {
 231         ASSERT(*tpp != NULL);
 232         *tpp = NULL;
 233         tx->tx_threads--;
 234         cv_broadcast(&tx->tx_exit_cv);
 235         CALLB_CPR_EXIT(cpr);            /* drops &tx->tx_sync_lock */
 236         thread_exit();
 237 }
 238
 239 static void
 240 txg_thread_wait(tx_state_t *tx, callb_cpr_t *cpr, kcondvar_t *cv, clock_t time)
 241 {
 242         CALLB_CPR_SAFE_BEGIN(cpr);
 243
 244         if (time)
 245                 (void) cv_timedwait_sig(cv, &tx->tx_sync_lock,
 246                     ddi_get_lbolt() + time);
 247         else
 248                 cv_wait_sig(cv, &tx->tx_sync_lock);
 249
 250         CALLB_CPR_SAFE_END(cpr, &tx->tx_sync_lock);
 251 }
 252
 253 /*
 254  * Stop syncing transaction groups.
 255  */
 256 void
 257 txg_sync_stop(dsl_pool_t *dp)
 258 {
 259         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
 260
 261         dprintf("pool %p\n", dp);
 262         /*
 263          * Finish off any work in progress.
 264          */
 265         ASSERT(tx->tx_threads == 2);
 266
 267         /*
 268          * We need to ensure that we've vacated the deferred space_maps.
 269          */
 270         txg_wait_synced(dp, tx->tx_open_txg + TXG_DEFER_SIZE);
 271
 272         /*
 273          * Wake all sync threads and wait for them to die.
 274          */
 275         mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
 276
 277         ASSERT(tx->tx_threads == 2);
 278
 279         tx->tx_exiting = 1;
 280
 281         cv_broadcast(&tx->tx_quiesce_more_cv);
 282         cv_broadcast(&tx->tx_quiesce_done_cv);
 283         cv_broadcast(&tx->tx_sync_more_cv);
 284
 285         while (tx->tx_threads != 0)
 286                 cv_wait(&tx->tx_exit_cv, &tx->tx_sync_lock);
 287
 288         tx->tx_exiting = 0;
 289
 290         mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
 291 }
 292
 293 uint64_t
 294 txg_hold_open(dsl_pool_t *dp, txg_handle_t *th)
 295 {
 296         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
 297         tx_cpu_t *tc;
 298         uint64_t txg;
 299
 300         /*
 301          * It appears the processor id is simply used as a "random"
 302          * number to index into the array, and there isn't any other
 303          * significance to the chosen tx_cpu. Because.. Why not use
 304          * the current cpu to index into the array?
 305          */
 306         kpreempt_disable();
 307         tc = &tx->tx_cpu[CPU_SEQID];
 308         kpreempt_enable();
 309
 310         mutex_enter(&tc->tc_open_lock);
 311         txg = tx->tx_open_txg;
 312
 313         mutex_enter(&tc->tc_lock);
 314         tc->tc_count[txg & TXG_MASK]++;
 315         mutex_exit(&tc->tc_lock);
 316
 317         th->th_cpu = tc;
 318         th->th_txg = txg;
 319
 320         return (txg);
 321 }
 322
 323 void
 324 txg_rele_to_quiesce(txg_handle_t *th)
 325 {
 326         tx_cpu_t *tc = th->th_cpu;
 327
 328         ASSERT(!MUTEX_HELD(&tc->tc_lock));
 329         mutex_exit(&tc->tc_open_lock);
 330 }
 331
 332 void
 333 txg_register_callbacks(txg_handle_t *th, list_t *tx_callbacks)
 334 {
 335         tx_cpu_t *tc = th->th_cpu;
 336         int g = th->th_txg & TXG_MASK;
 337
 338         mutex_enter(&tc->tc_lock);
 339         list_move_tail(&tc->tc_callbacks[g], tx_callbacks);
 340         mutex_exit(&tc->tc_lock);
 341 }
 342
 343 void
 344 txg_rele_to_sync(txg_handle_t *th)
 345 {
 346         tx_cpu_t *tc = th->th_cpu;
 347         int g = th->th_txg & TXG_MASK;
 348
 349         mutex_enter(&tc->tc_lock);
 350         ASSERT(tc->tc_count[g] != 0);
 351         if (--tc->tc_count[g] == 0)
 352                 cv_broadcast(&tc->tc_cv[g]);
 353         mutex_exit(&tc->tc_lock);
 354
 355         th->th_cpu = NULL;      /* defensive */
 356 }
 357
 358 /*
 359  * Blocks until all transactions in the group are committed.
 360  *
 361  * On return, the transaction group has reached a stable state in which it can
 362  * then be passed off to the syncing context.
 363  */
 364 static void
 365 txg_quiesce(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 366 {
 367         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
 368         uint64_t tx_open_time;
 369         int g = txg & TXG_MASK;
 370         int c;
 371
 372         /*
 373          * Grab all tc_open_locks so nobody else can get into this txg.
 374          */
 375         for (c = 0; c < max_ncpus; c++)
 376                 mutex_enter(&tx->tx_cpu[c].tc_open_lock);
 377
 378         ASSERT(txg == tx->tx_open_txg);
 379         tx->tx_open_txg++;
 380         tx->tx_open_time = tx_open_time = gethrtime();
 381
 382         DTRACE_PROBE2(txg__quiescing, dsl_pool_t *, dp, uint64_t, txg);
 383         DTRACE_PROBE2(txg__opened, dsl_pool_t *, dp, uint64_t, tx->tx_open_txg);
 384
 385         /*
 386          * Now that we've incremented tx_open_txg, we can let threads
 387          * enter the next transaction group.
 388          */
 389         for (c = 0; c < max_ncpus; c++)
 390                 mutex_exit(&tx->tx_cpu[c].tc_open_lock);
 391
 392         spa_txg_history_set(dp->dp_spa, txg, TXG_STATE_OPEN, tx_open_time);
 393         spa_txg_history_add(dp->dp_spa, txg + 1, tx_open_time);
 394
 395         /*
 396          * Quiesce the transaction group by waiting for everyone to txg_exit().
 397          */
 398         for (c = 0; c < max_ncpus; c++) {
 399                 tx_cpu_t *tc = &tx->tx_cpu[c];
 400                 mutex_enter(&tc->tc_lock);
 401                 while (tc->tc_count[g] != 0)
 402                         cv_wait(&tc->tc_cv[g], &tc->tc_lock);
 403                 mutex_exit(&tc->tc_lock);
 404         }
 405
 406         spa_txg_history_set(dp->dp_spa, txg, TXG_STATE_QUIESCED, gethrtime());
 407 }
 408
 409 static void
 410 txg_do_callbacks(list_t *cb_list)
 411 {
 412         dmu_tx_do_callbacks(cb_list, 0);
 413
 414         list_destroy(cb_list);
 415
 416         kmem_free(cb_list, sizeof (list_t));
 417 }
 418
 419 /*
 420  * Dispatch the commit callbacks registered on this txg to worker threads.
 421  *
 422  * If no callbacks are registered for a given TXG, nothing happens.
 423  * This function creates a taskq for the associated pool, if needed.
 424  */
 425 static void
 426 txg_dispatch_callbacks(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 427 {
 428         int c;
 429         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
 430         list_t *cb_list;
 431
 432         for (c = 0; c < max_ncpus; c++) {
 433                 tx_cpu_t *tc = &tx->tx_cpu[c];
 434                 /*
 435                  * No need to lock tx_cpu_t at this point, since this can
 436                  * only be called once a txg has been synced.
 437                  */
 438
 439                 int g = txg & TXG_MASK;
 440
 441                 if (list_is_empty(&tc->tc_callbacks[g]))
 442                         continue;
 443
 444                 if (tx->tx_commit_cb_taskq == NULL) {
 445                         /*
 446                          * Commit callback taskq hasn't been created yet.
 447                          */
 448                         tx->tx_commit_cb_taskq = taskq_create("tx_commit_cb",
 449                             max_ncpus, defclsyspri, max_ncpus, max_ncpus * 2,
 450                             TASKQ_PREPOPULATE | TASKQ_DYNAMIC);
 451                 }
 452
 453                 cb_list = kmem_alloc(sizeof (list_t), KM_SLEEP);
 454                 list_create(cb_list, sizeof (dmu_tx_callback_t),
 455                     offsetof(dmu_tx_callback_t, dcb_node));
 456
 457                 list_move_tail(cb_list, &tc->tc_callbacks[g]);
 458
 459                 (void) taskq_dispatch(tx->tx_commit_cb_taskq, (task_func_t *)
 460                     txg_do_callbacks, cb_list, TQ_SLEEP);
 461         }
 462 }
 463
 464 /*
 465  * Wait for pending commit callbacks of already-synced transactions to finish
 466  * processing.
 467  * Calling this function from within a commit callback will deadlock.
 468  */
 469 void
 470 txg_wait_callbacks(dsl_pool_t *dp)
 471 {
 472         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
 473
 474         if (tx->tx_commit_cb_taskq != NULL)
 475                 taskq_wait_outstanding(tx->tx_commit_cb_taskq, 0);
 476 }
 477
 478 static void
 479 txg_sync_thread(dsl_pool_t *dp)
 480 {
 481         spa_t *spa = dp->dp_spa;
 482         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
 483         callb_cpr_t cpr;
 484         clock_t start, delta;
 485
 486         (void) spl_fstrans_mark();
 487         txg_thread_enter(tx, &cpr);
 488
 489         start = delta = 0;
 490         for (;;) {
 491                 clock_t timeout = zfs_txg_timeout * hz;
 492                 clock_t timer;
 493                 uint64_t txg;
 494                 txg_stat_t *ts;
 495
 496                 /*
 497                  * We sync when we're scanning, there's someone waiting
 498                  * on us, or the quiesce thread has handed off a txg to
 499                  * us, or we have reached our timeout.
 500                  */
 501                 timer = (delta >= timeout ? 0 : timeout - delta);
 502                 while (!dsl_scan_active(dp->dp_scan) &&
 503                     !tx->tx_exiting && timer > 0 &&
 504                     tx->tx_synced_txg >= tx->tx_sync_txg_waiting &&
 505                     tx->tx_quiesced_txg == 0 &&
 506                     dp->dp_dirty_total < zfs_dirty_data_sync) {
 507                         dprintf("waiting; tx_synced=%llu waiting=%llu dp=%p\n",
 508                             tx->tx_synced_txg, tx->tx_sync_txg_waiting, dp);
 509                         txg_thread_wait(tx, &cpr, &tx->tx_sync_more_cv, timer);
 510                         delta = ddi_get_lbolt() - start;
 511                         timer = (delta > timeout ? 0 : timeout - delta);
 512                 }
 513
 514                 /*
 515                  * Wait until the quiesce thread hands off a txg to us,
 516                  * prompting it to do so if necessary.
 517                  */
 518                 while (!tx->tx_exiting && tx->tx_quiesced_txg == 0) {
 519                         if (tx->tx_quiesce_txg_waiting < tx->tx_open_txg+1)
 520                                 tx->tx_quiesce_txg_waiting = tx->tx_open_txg+1;
 521                         cv_broadcast(&tx->tx_quiesce_more_cv);
 522                         txg_thread_wait(tx, &cpr, &tx->tx_quiesce_done_cv, 0);
 523                 }
 524
 525                 if (tx->tx_exiting)
 526                         txg_thread_exit(tx, &cpr, &tx->tx_sync_thread);
 527
 528                 /*
 529                  * Consume the quiesced txg which has been handed off to
 530                  * us.  This may cause the quiescing thread to now be
 531                  * able to quiesce another txg, so we must signal it.
 532                  */
 533                 txg = tx->tx_quiesced_txg;
 534                 tx->tx_quiesced_txg = 0;
 535                 tx->tx_syncing_txg = txg;
 536                 DTRACE_PROBE2(txg__syncing, dsl_pool_t *, dp, uint64_t, txg);
 537                 ts = spa_txg_history_init_io(spa, txg, dp);
 538                 cv_broadcast(&tx->tx_quiesce_more_cv);
 539
 540                 dprintf("txg=%llu quiesce_txg=%llu sync_txg=%llu\n",
 541                     txg, tx->tx_quiesce_txg_waiting, tx->tx_sync_txg_waiting);
 542                 mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
 543
 544                 start = ddi_get_lbolt();
 545                 spa_sync(spa, txg);
 546                 delta = ddi_get_lbolt() - start;
 547
 548                 mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
 549                 tx->tx_synced_txg = txg;
 550                 tx->tx_syncing_txg = 0;
 551                 DTRACE_PROBE2(txg__synced, dsl_pool_t *, dp, uint64_t, txg);
 552                 spa_txg_history_fini_io(spa, ts);
 553                 cv_broadcast(&tx->tx_sync_done_cv);
 554
 555                 /*
 556                  * Dispatch commit callbacks to worker threads.
 557                  */
 558                 txg_dispatch_callbacks(dp, txg);
 559         }
 560 }
 561
 562 static void
 563 txg_quiesce_thread(dsl_pool_t *dp)
 564 {
 565         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
 566         callb_cpr_t cpr;
 567
 568         txg_thread_enter(tx, &cpr);
 569
 570         for (;;) {
 571                 uint64_t txg;
 572
 573                 /*
 574                  * We quiesce when there's someone waiting on us.
 575                  * However, we can only have one txg in "quiescing" or
 576                  * "quiesced, waiting to sync" state.  So we wait until
 577                  * the "quiesced, waiting to sync" txg has been consumed
 578                  * by the sync thread.
 579                  */
 580                 while (!tx->tx_exiting &&
 581                     (tx->tx_open_txg >= tx->tx_quiesce_txg_waiting ||
 582                     tx->tx_quiesced_txg != 0))
 583                         txg_thread_wait(tx, &cpr, &tx->tx_quiesce_more_cv, 0);
 584
 585                 if (tx->tx_exiting)
 586                         txg_thread_exit(tx, &cpr, &tx->tx_quiesce_thread);
 587
 588                 txg = tx->tx_open_txg;
 589                 dprintf("txg=%llu quiesce_txg=%llu sync_txg=%llu\n",
 590                     txg, tx->tx_quiesce_txg_waiting,
 591                     tx->tx_sync_txg_waiting);
 592                 mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
 593                 txg_quiesce(dp, txg);
 594                 mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
 595
 596                 /*
 597                  * Hand this txg off to the sync thread.
 598                  */
 599                 dprintf("quiesce done, handing off txg %llu\n", txg);
 600                 tx->tx_quiesced_txg = txg;
 601                 DTRACE_PROBE2(txg__quiesced, dsl_pool_t *, dp, uint64_t, txg);
 602                 cv_broadcast(&tx->tx_sync_more_cv);
 603                 cv_broadcast(&tx->tx_quiesce_done_cv);
 604         }
 605 }
 606
 607 /*
 608  * Delay this thread by delay nanoseconds if we are still in the open
 609  * transaction group and there is already a waiting txg quiesing or quiesced.
 610  * Abort the delay if this txg stalls or enters the quiesing state.
 611  */
 612 void
 613 txg_delay(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg, hrtime_t delay, hrtime_t resolution)
 614 {
 615         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
 616         hrtime_t start = gethrtime();
 617
 618         /* don't delay if this txg could transition to quiescing immediately */
 619         if (tx->tx_open_txg > txg ||
 620             tx->tx_syncing_txg == txg-1 || tx->tx_synced_txg == txg-1)
 621                 return;
 622
 623         mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
 624         if (tx->tx_open_txg > txg || tx->tx_synced_txg == txg-1) {
 625                 mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
 626                 return;
 627         }
 628
 629         while (gethrtime() - start < delay &&
 630             tx->tx_syncing_txg < txg-1 && !txg_stalled(dp)) {
 631                 (void) cv_timedwait_hires(&tx->tx_quiesce_more_cv,
 632                     &tx->tx_sync_lock, delay, resolution, 0);
 633         }
 634
 635         DMU_TX_STAT_BUMP(dmu_tx_delay);
 636
 637         mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
 638 }
 639
 640 void
 641 txg_wait_synced(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 642 {
 643         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
 644
 645         ASSERT(!dsl_pool_config_held(dp));
 646
 647         mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
 648         ASSERT(tx->tx_threads == 2);
 649         if (txg == 0)
 650                 txg = tx->tx_open_txg + TXG_DEFER_SIZE;
 651         if (tx->tx_sync_txg_waiting < txg)
 652                 tx->tx_sync_txg_waiting = txg;
 653         dprintf("txg=%llu quiesce_txg=%llu sync_txg=%llu\n",
 654             txg, tx->tx_quiesce_txg_waiting, tx->tx_sync_txg_waiting);
 655         while (tx->tx_synced_txg < txg) {
 656                 dprintf("broadcasting sync more "
 657                     "tx_synced=%llu waiting=%llu dp=%p\n",
 658                     tx->tx_synced_txg, tx->tx_sync_txg_waiting, dp);
 659                 cv_broadcast(&tx->tx_sync_more_cv);
 660                 cv_wait(&tx->tx_sync_done_cv, &tx->tx_sync_lock);
 661         }
 662         mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
 663 }
 664
 665 void
 666 txg_wait_open(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
 667 {
 668         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
 669
 670         ASSERT(!dsl_pool_config_held(dp));
 671
 672         mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
 673         ASSERT(tx->tx_threads == 2);
 674         if (txg == 0)
 675                 txg = tx->tx_open_txg + 1;
 676         if (tx->tx_quiesce_txg_waiting < txg)
 677                 tx->tx_quiesce_txg_waiting = txg;
 678         dprintf("txg=%llu quiesce_txg=%llu sync_txg=%llu\n",
 679             txg, tx->tx_quiesce_txg_waiting, tx->tx_sync_txg_waiting);
 680         while (tx->tx_open_txg < txg) {
 681                 cv_broadcast(&tx->tx_quiesce_more_cv);
 682                 cv_wait(&tx->tx_quiesce_done_cv, &tx->tx_sync_lock);
 683         }
 684         mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
 685 }
 686
 687 /*
 688  * If there isn't a txg syncing or in the pipeline, push another txg through
 689  * the pipeline by queiscing the open txg.
 690  */
 691 void
 692 txg_kick(dsl_pool_t *dp)
 693 {
 694         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
 695
 696         ASSERT(!dsl_pool_config_held(dp));
 697
 698         mutex_enter(&tx->tx_sync_lock);
 699         if (tx->tx_syncing_txg == 0 &&
 700             tx->tx_quiesce_txg_waiting <= tx->tx_open_txg &&
 701             tx->tx_sync_txg_waiting <= tx->tx_synced_txg &&
 702             tx->tx_quiesced_txg <= tx->tx_synced_txg) {
 703                 tx->tx_quiesce_txg_waiting = tx->tx_open_txg + 1;
 704                 cv_broadcast(&tx->tx_quiesce_more_cv);
 705         }
 706         mutex_exit(&tx->tx_sync_lock);
 707 }
 708
 709 boolean_t
 710 txg_stalled(dsl_pool_t *dp)
 711 {
 712         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
 713         return (tx->tx_quiesce_txg_waiting > tx->tx_open_txg);
 714 }
 715
 716 boolean_t
 717 txg_sync_waiting(dsl_pool_t *dp)
 718 {
 719         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
 720
 721         return (tx->tx_syncing_txg <= tx->tx_sync_txg_waiting ||
 722             tx->tx_quiesced_txg != 0);
 723 }
 724
 725 /*
 726  * Per-txg object lists.
 727  */
 728 void
 729 txg_list_create(txg_list_t *tl, size_t offset)
 730 {
 731         int t;
 732
 733         mutex_init(&tl->tl_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 734
 735         tl->tl_offset = offset;
 736
 737         for (t = 0; t < TXG_SIZE; t++)
 738                 tl->tl_head[t] = NULL;
 739 }
 740
 741 void
 742 txg_list_destroy(txg_list_t *tl)
 743 {
 744         int t;
 745
 746         for (t = 0; t < TXG_SIZE; t++)
 747                 ASSERT(txg_list_empty(tl, t));
 748
 749         mutex_destroy(&tl->tl_lock);
 750 }
 751
 752 boolean_t
 753 txg_list_empty(txg_list_t *tl, uint64_t txg)
 754 {
 755         return (tl->tl_head[txg & TXG_MASK] == NULL);
 756 }
 757
 758 /*
 759  * Returns true if all txg lists are empty.
 760  *
 761  * Warning: this is inherently racy (an item could be added immediately
 762  * after this function returns). We don't bother with the lock because
 763  * it wouldn't change the semantics.
 764  */
 765 boolean_t
 766 txg_all_lists_empty(txg_list_t *tl)
 767 {
 768         int i;
 769
 770         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 771                 if (!txg_list_empty(tl, i)) {
 772                         return (B_FALSE);
 773                 }
 774         }
 775         return (B_TRUE);
 776 }
 777
 778 /*
 779  * Add an entry to the list (unless it's already on the list).
 780  * Returns B_TRUE if it was actually added.
 781  */
 782 boolean_t
 783 txg_list_add(txg_list_t *tl, void *p, uint64_t txg)
 784 {
 785         int t = txg & TXG_MASK;
 786         txg_node_t *tn = (txg_node_t *)((char *)p + tl->tl_offset);
 787         boolean_t add;
 788
 789         mutex_enter(&tl->tl_lock);
 790         add = (tn->tn_member[t] == 0);
 791         if (add) {
 792                 tn->tn_member[t] = 1;
 793                 tn->tn_next[t] = tl->tl_head[t];
 794                 tl->tl_head[t] = tn;
 795         }
 796         mutex_exit(&tl->tl_lock);
 797
 798         return (add);
 799 }
 800
 801 /*
 802  * Add an entry to the end of the list, unless it's already on the list.
 803  * (walks list to find end)
 804  * Returns B_TRUE if it was actually added.
 805  */
 806 boolean_t
 807 txg_list_add_tail(txg_list_t *tl, void *p, uint64_t txg)
 808 {
 809         int t = txg & TXG_MASK;
 810         txg_node_t *tn = (txg_node_t *)((char *)p + tl->tl_offset);
 811         boolean_t add;
 812
 813         mutex_enter(&tl->tl_lock);
 814         add = (tn->tn_member[t] == 0);
 815         if (add) {
 816                 txg_node_t **tp;
 817
 818                 for (tp = &tl->tl_head[t]; *tp != NULL; tp = &(*tp)->tn_next[t])
 819                         continue;
 820
 821                 tn->tn_member[t] = 1;
 822                 tn->tn_next[t] = NULL;
 823                 *tp = tn;
 824         }
 825         mutex_exit(&tl->tl_lock);
 826
 827         return (add);
 828 }
 829
 830 /*
 831  * Remove the head of the list and return it.
 832  */
 833 void *
 834 txg_list_remove(txg_list_t *tl, uint64_t txg)
 835 {
 836         int t = txg & TXG_MASK;
 837         txg_node_t *tn;
 838         void *p = NULL;
 839
 840         mutex_enter(&tl->tl_lock);
 841         if ((tn = tl->tl_head[t]) != NULL) {
 842                 p = (char *)tn - tl->tl_offset;
 843                 tl->tl_head[t] = tn->tn_next[t];
 844                 tn->tn_next[t] = NULL;
 845                 tn->tn_member[t] = 0;
 846         }
 847         mutex_exit(&tl->tl_lock);
 848
 849         return (p);
 850 }
 851
 852 /*
 853  * Remove a specific item from the list and return it.
 854  */
 855 void *
 856 txg_list_remove_this(txg_list_t *tl, void *p, uint64_t txg)
 857 {
 858         int t = txg & TXG_MASK;
 859         txg_node_t *tn, **tp;
 860
 861         mutex_enter(&tl->tl_lock);
 862
 863         for (tp = &tl->tl_head[t]; (tn = *tp) != NULL; tp = &tn->tn_next[t]) {
 864                 if ((char *)tn - tl->tl_offset == p) {
 865                         *tp = tn->tn_next[t];
 866                         tn->tn_next[t] = NULL;
 867                         tn->tn_member[t] = 0;
 868                         mutex_exit(&tl->tl_lock);
 869                         return (p);
 870                 }
 871         }
 872
 873         mutex_exit(&tl->tl_lock);
 874
 875         return (NULL);
 876 }
 877
 878 boolean_t
 879 txg_list_member(txg_list_t *tl, void *p, uint64_t txg)
 880 {
 881         int t = txg & TXG_MASK;
 882         txg_node_t *tn = (txg_node_t *)((char *)p + tl->tl_offset);
 883
 884         return (tn->tn_member[t] != 0);
 885 }
 886
 887 /*
 888  * Walk a txg list -- only safe if you know it's not changing.
 889  */
 890 void *
 891 txg_list_head(txg_list_t *tl, uint64_t txg)
 892 {
 893         int t = txg & TXG_MASK;
 894         txg_node_t *tn = tl->tl_head[t];
 895
 896         return (tn == NULL ? NULL : (char *)tn - tl->tl_offset);
 897 }
 898
 899 void *
 900 txg_list_next(txg_list_t *tl, void *p, uint64_t txg)
 901 {
 902         int t = txg & TXG_MASK;
 903         txg_node_t *tn = (txg_node_t *)((char *)p + tl->tl_offset);
 904
 905         tn = tn->tn_next[t];
 906
 907         return (tn == NULL ? NULL : (char *)tn - tl->tl_offset);
 908 }
 909
 910 #if defined(_KERNEL) && defined(HAVE_SPL)
 911 EXPORT_SYMBOL(txg_init);
 912 EXPORT_SYMBOL(txg_fini);
 913 EXPORT_SYMBOL(txg_sync_start);
 914 EXPORT_SYMBOL(txg_sync_stop);
 915 EXPORT_SYMBOL(txg_hold_open);
 916 EXPORT_SYMBOL(txg_rele_to_quiesce);
 917 EXPORT_SYMBOL(txg_rele_to_sync);
 918 EXPORT_SYMBOL(txg_register_callbacks);
 919 EXPORT_SYMBOL(txg_delay);
 920 EXPORT_SYMBOL(txg_wait_synced);
 921 EXPORT_SYMBOL(txg_wait_open);
 922 EXPORT_SYMBOL(txg_wait_callbacks);
 923 EXPORT_SYMBOL(txg_stalled);
 924 EXPORT_SYMBOL(txg_sync_waiting);
 925
 926 module_param(zfs_txg_timeout, int, 0644);
 927 MODULE_PARM_DESC(zfs_txg_timeout, "Max seconds worth of delta per txg");
 928 #endif