module/zfs/vdev_label.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 /*
  23  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  24  * Copyright (c) 2012, 2020 by Delphix. All rights reserved.
  25  * Copyright (c) 2017, Intel Corporation.
  26  */
  27
  28 /*
  29  * Virtual Device Labels
  30  * ---------------------
  31  *
  32  * The vdev label serves several distinct purposes:
  33  *
  34  *      1. Uniquely identify this device as part of a ZFS pool and confirm its
  35  *         identity within the pool.
  36  *
  37  *      2. Verify that all the devices given in a configuration are present
  38  *         within the pool.
  39  *
  40  *      3. Determine the uberblock for the pool.
  41  *
  42  *      4. In case of an import operation, determine the configuration of the
  43  *         toplevel vdev of which it is a part.
  44  *
  45  *      5. If an import operation cannot find all the devices in the pool,
  46  *         provide enough information to the administrator to determine which
  47  *         devices are missing.
  48  *
  49  * It is important to note that while the kernel is responsible for writing the
  50  * label, it only consumes the information in the first three cases.  The
  51  * latter information is only consumed in userland when determining the
  52  * configuration to import a pool.
  53  *
  54  *
  55  * Label Organization
  56  * ------------------
  57  *
  58  * Before describing the contents of the label, it's important to understand how
  59  * the labels are written and updated with respect to the uberblock.
  60  *
  61  * When the pool configuration is altered, either because it was newly created
  62  * or a device was added, we want to update all the labels such that we can deal
  63  * with fatal failure at any point.  To this end, each disk has two labels which
  64  * are updated before and after the uberblock is synced.  Assuming we have
  65  * labels and an uberblock with the following transaction groups:
  66  *
  67  *              L1          UB          L2
  68  *           +------+    +------+    +------+
  69  *           |      |    |      |    |      |
  70  *           | t10  |    | t10  |    | t10  |
  71  *           |      |    |      |    |      |
  72  *           +------+    +------+    +------+
  73  *
  74  * In this stable state, the labels and the uberblock were all updated within
  75  * the same transaction group (10).  Each label is mirrored and checksummed, so
  76  * that we can detect when we fail partway through writing the label.
  77  *
  78  * In order to identify which labels are valid, the labels are written in the
  79  * following manner:
  80  *
  81  *      1. For each vdev, update 'L1' to the new label
  82  *      2. Update the uberblock
  83  *      3. For each vdev, update 'L2' to the new label
  84  *
  85  * Given arbitrary failure, we can determine the correct label to use based on
  86  * the transaction group.  If we fail after updating L1 but before updating the
  87  * UB, we will notice that L1's transaction group is greater than the uberblock,
  88  * so L2 must be valid.  If we fail after writing the uberblock but before
  89  * writing L2, we will notice that L2's transaction group is less than L1, and
  90  * therefore L1 is valid.
  91  *
  92  * Another added complexity is that not every label is updated when the config
  93  * is synced.  If we add a single device, we do not want to have to re-write
  94  * every label for every device in the pool.  This means that both L1 and L2 may
  95  * be older than the pool uberblock, because the necessary information is stored
  96  * on another vdev.
  97  *
  98  *
  99  * On-disk Format
 100  * --------------
 101  *
 102  * The vdev label consists of two distinct parts, and is wrapped within the
 103  * vdev_label_t structure.  The label includes 8k of padding to permit legacy
 104  * VTOC disk labels, but is otherwise ignored.
 105  *
 106  * The first half of the label is a packed nvlist which contains pool wide
 107  * properties, per-vdev properties, and configuration information.  It is
 108  * described in more detail below.
 109  *
 110  * The latter half of the label consists of a redundant array of uberblocks.
 111  * These uberblocks are updated whenever a transaction group is committed,
 112  * or when the configuration is updated.  When a pool is loaded, we scan each
 113  * vdev for the 'best' uberblock.
 114  *
 115  *
 116  * Configuration Information
 117  * -------------------------
 118  *
 119  * The nvlist describing the pool and vdev contains the following elements:
 120  *
 121  *      version         ZFS on-disk version
 122  *      name            Pool name
 123  *      state           Pool state
 124  *      txg             Transaction group in which this label was written
 125  *      pool_guid       Unique identifier for this pool
 126  *      vdev_tree       An nvlist describing vdev tree.
 127  *      features_for_read
 128  *                      An nvlist of the features necessary for reading the MOS.
 129  *
 130  * Each leaf device label also contains the following:
 131  *
 132  *      top_guid        Unique ID for top-level vdev in which this is contained
 133  *      guid            Unique ID for the leaf vdev
 134  *
 135  * The 'vs' configuration follows the format described in 'spa_config.c'.
 136  */
 137
 138 #include <sys/zfs_context.h>
 139 #include <sys/spa.h>
 140 #include <sys/spa_impl.h>
 141 #include <sys/dmu.h>
 142 #include <sys/zap.h>
 143 #include <sys/vdev.h>
 144 #include <sys/vdev_impl.h>
 145 #include <sys/uberblock_impl.h>
 146 #include <sys/metaslab.h>
 147 #include <sys/metaslab_impl.h>
 148 #include <sys/zio.h>
 149 #include <sys/dsl_scan.h>
 150 #include <sys/abd.h>
 151 #include <sys/fs/zfs.h>
 152
 153 /*
 154  * Basic routines to read and write from a vdev label.
 155  * Used throughout the rest of this file.
 156  */
 157 uint64_t
 158 vdev_label_offset(uint64_t psize, int l, uint64_t offset)
 159 {
 160         ASSERT(offset < sizeof (vdev_label_t));
 161         ASSERT(P2PHASE_TYPED(psize, sizeof (vdev_label_t), uint64_t) == 0);
 162
 163         return (offset + l * sizeof (vdev_label_t) + (l < VDEV_LABELS / 2 ?
 164             0 : psize - VDEV_LABELS * sizeof (vdev_label_t)));
 165 }
 166
 167 /*
 168  * Returns back the vdev label associated with the passed in offset.
 169  */
 170 int
 171 vdev_label_number(uint64_t psize, uint64_t offset)
 172 {
 173         int l;
 174
 175         if (offset >= psize - VDEV_LABEL_END_SIZE) {
 176                 offset -= psize - VDEV_LABEL_END_SIZE;
 177                 offset += (VDEV_LABELS / 2) * sizeof (vdev_label_t);
 178         }
 179         l = offset / sizeof (vdev_label_t);
 180         return (l < VDEV_LABELS ? l : -1);
 181 }
 182
 183 static void
 184 vdev_label_read(zio_t *zio, vdev_t *vd, int l, abd_t *buf, uint64_t offset,
 185     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private, int flags)
 186 {
 187         ASSERT(
 188             spa_config_held(zio->io_spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE ||
 189             spa_config_held(zio->io_spa, SCL_STATE, RW_WRITER) == SCL_STATE);
 190         ASSERT(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER);
 191
 192         zio_nowait(zio_read_phys(zio, vd,
 193             vdev_label_offset(vd->vdev_psize, l, offset),
 194             size, buf, ZIO_CHECKSUM_LABEL, done, private,
 195             ZIO_PRIORITY_SYNC_READ, flags, B_TRUE));
 196 }
 197
 198 void
 199 vdev_label_write(zio_t *zio, vdev_t *vd, int l, abd_t *buf, uint64_t offset,
 200     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private, int flags)
 201 {
 202         ASSERT(
 203             spa_config_held(zio->io_spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE ||
 204             spa_config_held(zio->io_spa, SCL_STATE, RW_WRITER) == SCL_STATE);
 205         ASSERT(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER);
 206
 207         zio_nowait(zio_write_phys(zio, vd,
 208             vdev_label_offset(vd->vdev_psize, l, offset),
 209             size, buf, ZIO_CHECKSUM_LABEL, done, private,
 210             ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE, flags, B_TRUE));
 211 }
 212
 213 /*
 214  * Generate the nvlist representing this vdev's stats
 215  */
 216 void
 217 vdev_config_generate_stats(vdev_t *vd, nvlist_t *nv)
 218 {
 219         nvlist_t *nvx;
 220         vdev_stat_t *vs;
 221         vdev_stat_ex_t *vsx;
 222
 223         vs = kmem_alloc(sizeof (*vs), KM_SLEEP);
 224         vsx = kmem_alloc(sizeof (*vsx), KM_SLEEP);
 225
 226         vdev_get_stats_ex(vd, vs, vsx);
 227         fnvlist_add_uint64_array(nv, ZPOOL_CONFIG_VDEV_STATS,
 228             (uint64_t *)vs, sizeof (*vs) / sizeof (uint64_t));
 229
 230         /*
 231          * Add extended stats into a special extended stats nvlist.  This keeps
 232          * all the extended stats nicely grouped together.  The extended stats
 233          * nvlist is then added to the main nvlist.
 234          */
 235         nvx = fnvlist_alloc();
 236
 237         /* ZIOs in flight to disk */
 238         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_R_ACTIVE_QUEUE,
 239             vsx->vsx_active_queue[ZIO_PRIORITY_SYNC_READ]);
 240
 241         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_W_ACTIVE_QUEUE,
 242             vsx->vsx_active_queue[ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE]);
 243
 244         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_R_ACTIVE_QUEUE,
 245             vsx->vsx_active_queue[ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ]);
 246
 247         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_W_ACTIVE_QUEUE,
 248             vsx->vsx_active_queue[ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE]);
 249
 250         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SCRUB_ACTIVE_QUEUE,
 251             vsx->vsx_active_queue[ZIO_PRIORITY_SCRUB]);
 252
 253         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TRIM_ACTIVE_QUEUE,
 254             vsx->vsx_active_queue[ZIO_PRIORITY_TRIM]);
 255
 256         /* ZIOs pending */
 257         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_R_PEND_QUEUE,
 258             vsx->vsx_pend_queue[ZIO_PRIORITY_SYNC_READ]);
 259
 260         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_W_PEND_QUEUE,
 261             vsx->vsx_pend_queue[ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE]);
 262
 263         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_R_PEND_QUEUE,
 264             vsx->vsx_pend_queue[ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ]);
 265
 266         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_W_PEND_QUEUE,
 267             vsx->vsx_pend_queue[ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE]);
 268
 269         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SCRUB_PEND_QUEUE,
 270             vsx->vsx_pend_queue[ZIO_PRIORITY_SCRUB]);
 271
 272         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TRIM_PEND_QUEUE,
 273             vsx->vsx_pend_queue[ZIO_PRIORITY_TRIM]);
 274
 275         /* Histograms */
 276         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TOT_R_LAT_HISTO,
 277             vsx->vsx_total_histo[ZIO_TYPE_READ],
 278             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_total_histo[ZIO_TYPE_READ]));
 279
 280         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TOT_W_LAT_HISTO,
 281             vsx->vsx_total_histo[ZIO_TYPE_WRITE],
 282             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_total_histo[ZIO_TYPE_WRITE]));
 283
 284         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_DISK_R_LAT_HISTO,
 285             vsx->vsx_disk_histo[ZIO_TYPE_READ],
 286             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_disk_histo[ZIO_TYPE_READ]));
 287
 288         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_DISK_W_LAT_HISTO,
 289             vsx->vsx_disk_histo[ZIO_TYPE_WRITE],
 290             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_disk_histo[ZIO_TYPE_WRITE]));
 291
 292         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_R_LAT_HISTO,
 293             vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_READ],
 294             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_READ]));
 295
 296         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_W_LAT_HISTO,
 297             vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE],
 298             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE]));
 299
 300         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_R_LAT_HISTO,
 301             vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ],
 302             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ]));
 303
 304         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_W_LAT_HISTO,
 305             vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE],
 306             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE]));
 307
 308         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SCRUB_LAT_HISTO,
 309             vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_SCRUB],
 310             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_SCRUB]));
 311
 312         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TRIM_LAT_HISTO,
 313             vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_TRIM],
 314             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_TRIM]));
 315
 316         /* Request sizes */
 317         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_IND_R_HISTO,
 318             vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_READ],
 319             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_READ]));
 320
 321         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_IND_W_HISTO,
 322             vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE],
 323             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE]));
 324
 325         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_IND_R_HISTO,
 326             vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ],
 327             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ]));
 328
 329         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_IND_W_HISTO,
 330             vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE],
 331             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE]));
 332
 333         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_IND_SCRUB_HISTO,
 334             vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_SCRUB],
 335             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_SCRUB]));
 336
 337         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_IND_TRIM_HISTO,
 338             vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_TRIM],
 339             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_TRIM]));
 340
 341         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_AGG_R_HISTO,
 342             vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_READ],
 343             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_READ]));
 344
 345         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_AGG_W_HISTO,
 346             vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE],
 347             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE]));
 348
 349         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_AGG_R_HISTO,
 350             vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ],
 351             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ]));
 352
 353         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_AGG_W_HISTO,
 354             vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE],
 355             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE]));
 356
 357         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_AGG_SCRUB_HISTO,
 358             vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_SCRUB],
 359             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_SCRUB]));
 360
 361         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_AGG_TRIM_HISTO,
 362             vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_TRIM],
 363             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_TRIM]));
 364
 365         /* IO delays */
 366         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SLOW_IOS, vs->vs_slow_ios);
 367
 368         /* Add extended stats nvlist to main nvlist */
 369         fnvlist_add_nvlist(nv, ZPOOL_CONFIG_VDEV_STATS_EX, nvx);
 370
 371         fnvlist_free(nvx);
 372         kmem_free(vs, sizeof (*vs));
 373         kmem_free(vsx, sizeof (*vsx));
 374 }
 375
 376 static void
 377 root_vdev_actions_getprogress(vdev_t *vd, nvlist_t *nvl)
 378 {
 379         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
 380
 381         if (vd != spa->spa_root_vdev)
 382                 return;
 383
 384         /* provide either current or previous scan information */
 385         pool_scan_stat_t ps;
 386         if (spa_scan_get_stats(spa, &ps) == 0) {
 387                 fnvlist_add_uint64_array(nvl,
 388                     ZPOOL_CONFIG_SCAN_STATS, (uint64_t *)&ps,
 389                     sizeof (pool_scan_stat_t) / sizeof (uint64_t));
 390         }
 391
 392         pool_removal_stat_t prs;
 393         if (spa_removal_get_stats(spa, &prs) == 0) {
 394                 fnvlist_add_uint64_array(nvl,
 395                     ZPOOL_CONFIG_REMOVAL_STATS, (uint64_t *)&prs,
 396                     sizeof (prs) / sizeof (uint64_t));
 397         }
 398
 399         pool_checkpoint_stat_t pcs;
 400         if (spa_checkpoint_get_stats(spa, &pcs) == 0) {
 401                 fnvlist_add_uint64_array(nvl,
 402                     ZPOOL_CONFIG_CHECKPOINT_STATS, (uint64_t *)&pcs,
 403                     sizeof (pcs) / sizeof (uint64_t));
 404         }
 405 }
 406
 407 static void
 408 top_vdev_actions_getprogress(vdev_t *vd, nvlist_t *nvl)
 409 {
 410         if (vd == vd->vdev_top) {
 411                 vdev_rebuild_stat_t vrs;
 412                 if (vdev_rebuild_get_stats(vd, &vrs) == 0) {
 413                         fnvlist_add_uint64_array(nvl,
 414                             ZPOOL_CONFIG_REBUILD_STATS, (uint64_t *)&vrs,
 415                             sizeof (vrs) / sizeof (uint64_t));
 416                 }
 417         }
 418 }
 419
 420 /*
 421  * Generate the nvlist representing this vdev's config.
 422  */
 423 nvlist_t *
 424 vdev_config_generate(spa_t *spa, vdev_t *vd, boolean_t getstats,
 425     vdev_config_flag_t flags)
 426 {
 427         nvlist_t *nv = NULL;
 428         vdev_indirect_config_t *vic = &vd->vdev_indirect_config;
 429
 430         nv = fnvlist_alloc();
 431
 432         fnvlist_add_string(nv, ZPOOL_CONFIG_TYPE, vd->vdev_ops->vdev_op_type);
 433         if (!(flags & (VDEV_CONFIG_SPARE | VDEV_CONFIG_L2CACHE)))
 434                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_ID, vd->vdev_id);
 435         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_GUID, vd->vdev_guid);
 436
 437         if (vd->vdev_path != NULL)
 438                 fnvlist_add_string(nv, ZPOOL_CONFIG_PATH, vd->vdev_path);
 439
 440         if (vd->vdev_devid != NULL)
 441                 fnvlist_add_string(nv, ZPOOL_CONFIG_DEVID, vd->vdev_devid);
 442
 443         if (vd->vdev_physpath != NULL)
 444                 fnvlist_add_string(nv, ZPOOL_CONFIG_PHYS_PATH,
 445                     vd->vdev_physpath);
 446
 447         if (vd->vdev_enc_sysfs_path != NULL)
 448                 fnvlist_add_string(nv, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ENC_SYSFS_PATH,
 449                     vd->vdev_enc_sysfs_path);
 450
 451         if (vd->vdev_fru != NULL)
 452                 fnvlist_add_string(nv, ZPOOL_CONFIG_FRU, vd->vdev_fru);
 453
 454         if (vd->vdev_nparity != 0) {
 455                 ASSERT(strcmp(vd->vdev_ops->vdev_op_type,
 456                     VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
 457
 458                 /*
 459                  * Make sure someone hasn't managed to sneak a fancy new vdev
 460                  * into a crufty old storage pool.
 461                  */
 462                 ASSERT(vd->vdev_nparity == 1 ||
 463                     (vd->vdev_nparity <= 2 &&
 464                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_RAIDZ2) ||
 465                     (vd->vdev_nparity <= 3 &&
 466                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_RAIDZ3));
 467
 468                 /*
 469                  * Note that we'll add the nparity tag even on storage pools
 470                  * that only support a single parity device -- older software
 471                  * will just ignore it.
 472                  */
 473                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_NPARITY, vd->vdev_nparity);
 474         }
 475
 476         if (vd->vdev_wholedisk != -1ULL)
 477                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_WHOLE_DISK,
 478                     vd->vdev_wholedisk);
 479
 480         if (vd->vdev_not_present && !(flags & VDEV_CONFIG_MISSING))
 481                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_NOT_PRESENT, 1);
 482
 483         if (vd->vdev_isspare)
 484                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_IS_SPARE, 1);
 485
 486         if (!(flags & (VDEV_CONFIG_SPARE | VDEV_CONFIG_L2CACHE)) &&
 487             vd == vd->vdev_top) {
 488                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_METASLAB_ARRAY,
 489                     vd->vdev_ms_array);
 490                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_METASLAB_SHIFT,
 491                     vd->vdev_ms_shift);
 492                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, vd->vdev_ashift);
 493                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_ASIZE,
 494                     vd->vdev_asize);
 495                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_IS_LOG, vd->vdev_islog);
 496                 if (vd->vdev_removing) {
 497                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_REMOVING,
 498                             vd->vdev_removing);
 499                 }
 500
 501                 /* zpool command expects alloc class data */
 502                 if (getstats && vd->vdev_alloc_bias != VDEV_BIAS_NONE) {
 503                         const char *bias = NULL;
 504
 505                         switch (vd->vdev_alloc_bias) {
 506                         case VDEV_BIAS_LOG:
 507                                 bias = VDEV_ALLOC_BIAS_LOG;
 508                                 break;
 509                         case VDEV_BIAS_SPECIAL:
 510                                 bias = VDEV_ALLOC_BIAS_SPECIAL;
 511                                 break;
 512                         case VDEV_BIAS_DEDUP:
 513                                 bias = VDEV_ALLOC_BIAS_DEDUP;
 514                                 break;
 515                         default:
 516                                 ASSERT3U(vd->vdev_alloc_bias, ==,
 517                                     VDEV_BIAS_NONE);
 518                         }
 519                         fnvlist_add_string(nv, ZPOOL_CONFIG_ALLOCATION_BIAS,
 520                             bias);
 521                 }
 522         }
 523
 524         if (vd->vdev_dtl_sm != NULL) {
 525                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_DTL,
 526                     space_map_object(vd->vdev_dtl_sm));
 527         }
 528
 529         if (vic->vic_mapping_object != 0) {
 530                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_INDIRECT_OBJECT,
 531                     vic->vic_mapping_object);
 532         }
 533
 534         if (vic->vic_births_object != 0) {
 535                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_INDIRECT_BIRTHS,
 536                     vic->vic_births_object);
 537         }
 538
 539         if (vic->vic_prev_indirect_vdev != UINT64_MAX) {
 540                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_PREV_INDIRECT_VDEV,
 541                     vic->vic_prev_indirect_vdev);
 542         }
 543
 544         if (vd->vdev_crtxg)
 545                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_CREATE_TXG, vd->vdev_crtxg);
 546
 547         if (vd->vdev_expansion_time)
 548                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_EXPANSION_TIME,
 549                     vd->vdev_expansion_time);
 550
 551         if (flags & VDEV_CONFIG_MOS) {
 552                 if (vd->vdev_leaf_zap != 0) {
 553                         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
 554                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_VDEV_LEAF_ZAP,
 555                             vd->vdev_leaf_zap);
 556                 }
 557
 558                 if (vd->vdev_top_zap != 0) {
 559                         ASSERT(vd == vd->vdev_top);
 560                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TOP_ZAP,
 561                             vd->vdev_top_zap);
 562                 }
 563
 564                 if (vd->vdev_resilver_deferred) {
 565                         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
 566                         ASSERT(spa->spa_resilver_deferred);
 567                         fnvlist_add_boolean(nv, ZPOOL_CONFIG_RESILVER_DEFER);
 568                 }
 569         }
 570
 571         if (getstats) {
 572                 vdev_config_generate_stats(vd, nv);
 573
 574                 root_vdev_actions_getprogress(vd, nv);
 575                 top_vdev_actions_getprogress(vd, nv);
 576
 577                 /*
 578                  * Note: this can be called from open context
 579                  * (spa_get_stats()), so we need the rwlock to prevent
 580                  * the mapping from being changed by condensing.
 581                  */
 582                 rw_enter(&vd->vdev_indirect_rwlock, RW_READER);
 583                 if (vd->vdev_indirect_mapping != NULL) {
 584                         ASSERT(vd->vdev_indirect_births != NULL);
 585                         vdev_indirect_mapping_t *vim =
 586                             vd->vdev_indirect_mapping;
 587                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_INDIRECT_SIZE,
 588                             vdev_indirect_mapping_size(vim));
 589                 }
 590                 rw_exit(&vd->vdev_indirect_rwlock);
 591                 if (vd->vdev_mg != NULL &&
 592                     vd->vdev_mg->mg_fragmentation != ZFS_FRAG_INVALID) {
 593                         /*
 594                          * Compute approximately how much memory would be used
 595                          * for the indirect mapping if this device were to
 596                          * be removed.
 597                          *
 598                          * Note: If the frag metric is invalid, then not
 599                          * enough metaslabs have been converted to have
 600                          * histograms.
 601                          */
 602                         uint64_t seg_count = 0;
 603                         uint64_t to_alloc = vd->vdev_stat.vs_alloc;
 604
 605                         /*
 606                          * There are the same number of allocated segments
 607                          * as free segments, so we will have at least one
 608                          * entry per free segment.  However, small free
 609                          * segments (smaller than vdev_removal_max_span)
 610                          * will be combined with adjacent allocated segments
 611                          * as a single mapping.
 612                          */
 613                         for (int i = 0; i < RANGE_TREE_HISTOGRAM_SIZE; i++) {
 614                                 if (1ULL << (i + 1) < vdev_removal_max_span) {
 615                                         to_alloc +=
 616                                             vd->vdev_mg->mg_histogram[i] <<
 617                                             (i + 1);
 618                                 } else {
 619                                         seg_count +=
 620                                             vd->vdev_mg->mg_histogram[i];
 621                                 }
 622                         }
 623
 624                         /*
 625                          * The maximum length of a mapping is
 626                          * zfs_remove_max_segment, so we need at least one entry
 627                          * per zfs_remove_max_segment of allocated data.
 628                          */
 629                         seg_count += to_alloc / spa_remove_max_segment(spa);
 630
 631                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_INDIRECT_SIZE,
 632                             seg_count *
 633                             sizeof (vdev_indirect_mapping_entry_phys_t));
 634                 }
 635         }
 636
 637         if (!vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
 638                 nvlist_t **child;
 639                 int c, idx;
 640
 641                 ASSERT(!vd->vdev_ishole);
 642
 643                 child = kmem_alloc(vd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *),
 644                     KM_SLEEP);
 645
 646                 for (c = 0, idx = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
 647                         vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
 648
 649                         /*
 650                          * If we're generating an nvlist of removing
 651                          * vdevs then skip over any device which is
 652                          * not being removed.
 653                          */
 654                         if ((flags & VDEV_CONFIG_REMOVING) &&
 655                             !cvd->vdev_removing)
 656                                 continue;
 657
 658                         child[idx++] = vdev_config_generate(spa, cvd,
 659                             getstats, flags);
 660                 }
 661
 662                 if (idx) {
 663                         fnvlist_add_nvlist_array(nv, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 664                             child, idx);
 665                 }
 666
 667                 for (c = 0; c < idx; c++)
 668                         nvlist_free(child[c]);
 669
 670                 kmem_free(child, vd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
 671
 672         } else {
 673                 const char *aux = NULL;
 674
 675                 if (vd->vdev_offline && !vd->vdev_tmpoffline)
 676                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_OFFLINE, B_TRUE);
 677                 if (vd->vdev_resilver_txg != 0)
 678                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_RESILVER_TXG,
 679                             vd->vdev_resilver_txg);
 680                 if (vd->vdev_rebuild_txg != 0)
 681                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_REBUILD_TXG,
 682                             vd->vdev_rebuild_txg);
 683                 if (vd->vdev_faulted)
 684                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_FAULTED, B_TRUE);
 685                 if (vd->vdev_degraded)
 686                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_DEGRADED, B_TRUE);
 687                 if (vd->vdev_removed)
 688                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_REMOVED, B_TRUE);
 689                 if (vd->vdev_unspare)
 690                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_UNSPARE, B_TRUE);
 691                 if (vd->vdev_ishole)
 692                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, B_TRUE);
 693
 694                 /* Set the reason why we're FAULTED/DEGRADED. */
 695                 switch (vd->vdev_stat.vs_aux) {
 696                 case VDEV_AUX_ERR_EXCEEDED:
 697                         aux = "err_exceeded";
 698                         break;
 699
 700                 case VDEV_AUX_EXTERNAL:
 701                         aux = "external";
 702                         break;
 703                 }
 704
 705                 if (aux != NULL && !vd->vdev_tmpoffline) {
 706                         fnvlist_add_string(nv, ZPOOL_CONFIG_AUX_STATE, aux);
 707                 } else {
 708                         /*
 709                          * We're healthy - clear any previous AUX_STATE values.
 710                          */
 711                         if (nvlist_exists(nv, ZPOOL_CONFIG_AUX_STATE))
 712                                 nvlist_remove_all(nv, ZPOOL_CONFIG_AUX_STATE);
 713                 }
 714
 715                 if (vd->vdev_splitting && vd->vdev_orig_guid != 0LL) {
 716                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_ORIG_GUID,
 717                             vd->vdev_orig_guid);
 718                 }
 719         }
 720
 721         return (nv);
 722 }
 723
 724 /*
 725  * Generate a view of the top-level vdevs.  If we currently have holes
 726  * in the namespace, then generate an array which contains a list of holey
 727  * vdevs.  Additionally, add the number of top-level children that currently
 728  * exist.
 729  */
 730 void
 731 vdev_top_config_generate(spa_t *spa, nvlist_t *config)
 732 {
 733         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
 734         uint64_t *array;
 735         uint_t c, idx;
 736
 737         array = kmem_alloc(rvd->vdev_children * sizeof (uint64_t), KM_SLEEP);
 738
 739         for (c = 0, idx = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
 740                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
 741
 742                 if (tvd->vdev_ishole) {
 743                         array[idx++] = c;
 744                 }
 745         }
 746
 747         if (idx) {
 748                 VERIFY(nvlist_add_uint64_array(config, ZPOOL_CONFIG_HOLE_ARRAY,
 749                     array, idx) == 0);
 750         }
 751
 752         VERIFY(nvlist_add_uint64(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_CHILDREN,
 753             rvd->vdev_children) == 0);
 754
 755         kmem_free(array, rvd->vdev_children * sizeof (uint64_t));
 756 }
 757
 758 /*
 759  * Returns the configuration from the label of the given vdev. For vdevs
 760  * which don't have a txg value stored on their label (i.e. spares/cache)
 761  * or have not been completely initialized (txg = 0) just return
 762  * the configuration from the first valid label we find. Otherwise,
 763  * find the most up-to-date label that does not exceed the specified
 764  * 'txg' value.
 765  */
 766 nvlist_t *
 767 vdev_label_read_config(vdev_t *vd, uint64_t txg)
 768 {
 769         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
 770         nvlist_t *config = NULL;
 771         vdev_phys_t *vp;
 772         abd_t *vp_abd;
 773         zio_t *zio;
 774         uint64_t best_txg = 0;
 775         uint64_t label_txg = 0;
 776         int error = 0;
 777         int flags = ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_CANFAIL |
 778             ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
 779
 780         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE_ALL, RW_WRITER) == SCL_STATE_ALL);
 781
 782         if (!vdev_readable(vd))
 783                 return (NULL);
 784
 785         vp_abd = abd_alloc_linear(sizeof (vdev_phys_t), B_TRUE);
 786         vp = abd_to_buf(vp_abd);
 787
 788 retry:
 789         for (int l = 0; l < VDEV_LABELS; l++) {
 790                 nvlist_t *label = NULL;
 791
 792                 zio = zio_root(spa, NULL, NULL, flags);
 793
 794                 vdev_label_read(zio, vd, l, vp_abd,
 795                     offsetof(vdev_label_t, vl_vdev_phys),
 796                     sizeof (vdev_phys_t), NULL, NULL, flags);
 797
 798                 if (zio_wait(zio) == 0 &&
 799                     nvlist_unpack(vp->vp_nvlist, sizeof (vp->vp_nvlist),
 800                     &label, 0) == 0) {
 801                         /*
 802                          * Auxiliary vdevs won't have txg values in their
 803                          * labels and newly added vdevs may not have been
 804                          * completely initialized so just return the
 805                          * configuration from the first valid label we
 806                          * encounter.
 807                          */
 808                         error = nvlist_lookup_uint64(label,
 809                             ZPOOL_CONFIG_POOL_TXG, &label_txg);
 810                         if ((error || label_txg == 0) && !config) {
 811                                 config = label;
 812                                 break;
 813                         } else if (label_txg <= txg && label_txg > best_txg) {
 814                                 best_txg = label_txg;
 815                                 nvlist_free(config);
 816                                 config = fnvlist_dup(label);
 817                         }
 818                 }
 819
 820                 if (label != NULL) {
 821                         nvlist_free(label);
 822                         label = NULL;
 823                 }
 824         }
 825
 826         if (config == NULL && !(flags & ZIO_FLAG_TRYHARD)) {
 827                 flags |= ZIO_FLAG_TRYHARD;
 828                 goto retry;
 829         }
 830
 831         /*
 832          * We found a valid label but it didn't pass txg restrictions.
 833          */
 834         if (config == NULL && label_txg != 0) {
 835                 vdev_dbgmsg(vd, "label discarded as txg is too large "
 836                     "(%llu > %llu)", (u_longlong_t)label_txg,
 837                     (u_longlong_t)txg);
 838         }
 839
 840         abd_free(vp_abd);
 841
 842         return (config);
 843 }
 844
 845 /*
 846  * Determine if a device is in use.  The 'spare_guid' parameter will be filled
 847  * in with the device guid if this spare is active elsewhere on the system.
 848  */
 849 static boolean_t
 850 vdev_inuse(vdev_t *vd, uint64_t crtxg, vdev_labeltype_t reason,
 851     uint64_t *spare_guid, uint64_t *l2cache_guid)
 852 {
 853         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
 854         uint64_t state, pool_guid, device_guid, txg, spare_pool;
 855         uint64_t vdtxg = 0;
 856         nvlist_t *label;
 857
 858         if (spare_guid)
 859                 *spare_guid = 0ULL;
 860         if (l2cache_guid)
 861                 *l2cache_guid = 0ULL;
 862
 863         /*
 864          * Read the label, if any, and perform some basic sanity checks.
 865          */
 866         if ((label = vdev_label_read_config(vd, -1ULL)) == NULL)
 867                 return (B_FALSE);
 868
 869         (void) nvlist_lookup_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_CREATE_TXG,
 870             &vdtxg);
 871
 872         if (nvlist_lookup_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_POOL_STATE,
 873             &state) != 0 ||
 874             nvlist_lookup_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_GUID,
 875             &device_guid) != 0) {
 876                 nvlist_free(label);
 877                 return (B_FALSE);
 878         }
 879
 880         if (state != POOL_STATE_SPARE && state != POOL_STATE_L2CACHE &&
 881             (nvlist_lookup_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_POOL_GUID,
 882             &pool_guid) != 0 ||
 883             nvlist_lookup_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_POOL_TXG,
 884             &txg) != 0)) {
 885                 nvlist_free(label);
 886                 return (B_FALSE);
 887         }
 888
 889         nvlist_free(label);
 890
 891         /*
 892          * Check to see if this device indeed belongs to the pool it claims to
 893          * be a part of.  The only way this is allowed is if the device is a hot
 894          * spare (which we check for later on).
 895          */
 896         if (state != POOL_STATE_SPARE && state != POOL_STATE_L2CACHE &&
 897             !spa_guid_exists(pool_guid, device_guid) &&
 898             !spa_spare_exists(device_guid, NULL, NULL) &&
 899             !spa_l2cache_exists(device_guid, NULL))
 900                 return (B_FALSE);
 901
 902         /*
 903          * If the transaction group is zero, then this an initialized (but
 904          * unused) label.  This is only an error if the create transaction
 905          * on-disk is the same as the one we're using now, in which case the
 906          * user has attempted to add the same vdev multiple times in the same
 907          * transaction.
 908          */
 909         if (state != POOL_STATE_SPARE && state != POOL_STATE_L2CACHE &&
 910             txg == 0 && vdtxg == crtxg)
 911                 return (B_TRUE);
 912
 913         /*
 914          * Check to see if this is a spare device.  We do an explicit check for
 915          * spa_has_spare() here because it may be on our pending list of spares
 916          * to add.  We also check if it is an l2cache device.
 917          */
 918         if (spa_spare_exists(device_guid, &spare_pool, NULL) ||
 919             spa_has_spare(spa, device_guid)) {
 920                 if (spare_guid)
 921                         *spare_guid = device_guid;
 922
 923                 switch (reason) {
 924                 case VDEV_LABEL_CREATE:
 925                 case VDEV_LABEL_L2CACHE:
 926                         return (B_TRUE);
 927
 928                 case VDEV_LABEL_REPLACE:
 929                         return (!spa_has_spare(spa, device_guid) ||
 930                             spare_pool != 0ULL);
 931
 932                 case VDEV_LABEL_SPARE:
 933                         return (spa_has_spare(spa, device_guid));
 934                 default:
 935                         break;
 936                 }
 937         }
 938
 939         /*
 940          * Check to see if this is an l2cache device.
 941          */
 942         if (spa_l2cache_exists(device_guid, NULL))
 943                 return (B_TRUE);
 944
 945         /*
 946          * We can't rely on a pool's state if it's been imported
 947          * read-only.  Instead we look to see if the pools is marked
 948          * read-only in the namespace and set the state to active.
 949          */
 950         if (state != POOL_STATE_SPARE && state != POOL_STATE_L2CACHE &&
 951             (spa = spa_by_guid(pool_guid, device_guid)) != NULL &&
 952             spa_mode(spa) == SPA_MODE_READ)
 953                 state = POOL_STATE_ACTIVE;
 954
 955         /*
 956          * If the device is marked ACTIVE, then this device is in use by another
 957          * pool on the system.
 958          */
 959         return (state == POOL_STATE_ACTIVE);
 960 }
 961
 962 /*
 963  * Initialize a vdev label.  We check to make sure each leaf device is not in
 964  * use, and writable.  We put down an initial label which we will later
 965  * overwrite with a complete label.  Note that it's important to do this
 966  * sequentially, not in parallel, so that we catch cases of multiple use of the
 967  * same leaf vdev in the vdev we're creating -- e.g. mirroring a disk with
 968  * itself.
 969  */
 970 int
 971 vdev_label_init(vdev_t *vd, uint64_t crtxg, vdev_labeltype_t reason)
 972 {
 973         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
 974         nvlist_t *label;
 975         vdev_phys_t *vp;
 976         abd_t *vp_abd;
 977         abd_t *bootenv;
 978         uberblock_t *ub;
 979         abd_t *ub_abd;
 980         zio_t *zio;
 981         char *buf;
 982         size_t buflen;
 983         int error;
 984         uint64_t spare_guid = 0, l2cache_guid = 0;
 985         int flags = ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_CANFAIL;
 986
 987         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == SCL_ALL);
 988
 989         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
 990                 if ((error = vdev_label_init(vd->vdev_child[c],
 991                     crtxg, reason)) != 0)
 992                         return (error);
 993
 994         /* Track the creation time for this vdev */
 995         vd->vdev_crtxg = crtxg;
 996
 997         if (!vd->vdev_ops->vdev_op_leaf || !spa_writeable(spa))
 998                 return (0);
 999
1000         /*
1001          * Dead vdevs cannot be initialized.
1002          */
1003         if (vdev_is_dead(vd))
1004                 return (SET_ERROR(EIO));
1005
1006         /*
1007          * Determine if the vdev is in use.
1008          */
1009         if (reason != VDEV_LABEL_REMOVE && reason != VDEV_LABEL_SPLIT &&
1010             vdev_inuse(vd, crtxg, reason, &spare_guid, &l2cache_guid))
1011                 return (SET_ERROR(EBUSY));
1012
1013         /*
1014          * If this is a request to add or replace a spare or l2cache device
1015          * that is in use elsewhere on the system, then we must update the
1016          * guid (which was initialized to a random value) to reflect the
1017          * actual GUID (which is shared between multiple pools).
1018          */
1019         if (reason != VDEV_LABEL_REMOVE && reason != VDEV_LABEL_L2CACHE &&
1020             spare_guid != 0ULL) {
1021                 uint64_t guid_delta = spare_guid - vd->vdev_guid;
1022
1023                 vd->vdev_guid += guid_delta;
1024
1025                 for (vdev_t *pvd = vd; pvd != NULL; pvd = pvd->vdev_parent)
1026                         pvd->vdev_guid_sum += guid_delta;
1027
1028                 /*
1029                  * If this is a replacement, then we want to fallthrough to the
1030                  * rest of the code.  If we're adding a spare, then it's already
1031                  * labeled appropriately and we can just return.
1032                  */
1033                 if (reason == VDEV_LABEL_SPARE)
1034                         return (0);
1035                 ASSERT(reason == VDEV_LABEL_REPLACE ||
1036                     reason == VDEV_LABEL_SPLIT);
1037         }
1038
1039         if (reason != VDEV_LABEL_REMOVE && reason != VDEV_LABEL_SPARE &&
1040             l2cache_guid != 0ULL) {
1041                 uint64_t guid_delta = l2cache_guid - vd->vdev_guid;
1042
1043                 vd->vdev_guid += guid_delta;
1044
1045                 for (vdev_t *pvd = vd; pvd != NULL; pvd = pvd->vdev_parent)
1046                         pvd->vdev_guid_sum += guid_delta;
1047
1048                 /*
1049                  * If this is a replacement, then we want to fallthrough to the
1050                  * rest of the code.  If we're adding an l2cache, then it's
1051                  * already labeled appropriately and we can just return.
1052                  */
1053                 if (reason == VDEV_LABEL_L2CACHE)
1054                         return (0);
1055                 ASSERT(reason == VDEV_LABEL_REPLACE);
1056         }
1057
1058         /*
1059          * Initialize its label.
1060          */
1061         vp_abd = abd_alloc_linear(sizeof (vdev_phys_t), B_TRUE);
1062         abd_zero(vp_abd, sizeof (vdev_phys_t));
1063         vp = abd_to_buf(vp_abd);
1064
1065         /*
1066          * Generate a label describing the pool and our top-level vdev.
1067          * We mark it as being from txg 0 to indicate that it's not
1068          * really part of an active pool just yet.  The labels will
1069          * be written again with a meaningful txg by spa_sync().
1070          */
1071         if (reason == VDEV_LABEL_SPARE ||
1072             (reason == VDEV_LABEL_REMOVE && vd->vdev_isspare)) {
1073                 /*
1074                  * For inactive hot spares, we generate a special label that
1075                  * identifies as a mutually shared hot spare.  We write the
1076                  * label if we are adding a hot spare, or if we are removing an
1077                  * active hot spare (in which case we want to revert the
1078                  * labels).
1079                  */
1080                 VERIFY(nvlist_alloc(&label, NV_UNIQUE_NAME, KM_SLEEP) == 0);
1081
1082                 VERIFY(nvlist_add_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_VERSION,
1083                     spa_version(spa)) == 0);
1084                 VERIFY(nvlist_add_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_POOL_STATE,
1085                     POOL_STATE_SPARE) == 0);
1086                 VERIFY(nvlist_add_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_GUID,
1087                     vd->vdev_guid) == 0);
1088         } else if (reason == VDEV_LABEL_L2CACHE ||
1089             (reason == VDEV_LABEL_REMOVE && vd->vdev_isl2cache)) {
1090                 /*
1091                  * For level 2 ARC devices, add a special label.
1092                  */
1093                 VERIFY(nvlist_alloc(&label, NV_UNIQUE_NAME, KM_SLEEP) == 0);
1094
1095                 VERIFY(nvlist_add_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_VERSION,
1096                     spa_version(spa)) == 0);
1097                 VERIFY(nvlist_add_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_POOL_STATE,
1098                     POOL_STATE_L2CACHE) == 0);
1099                 VERIFY(nvlist_add_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_GUID,
1100                     vd->vdev_guid) == 0);
1101         } else {
1102                 uint64_t txg = 0ULL;
1103
1104                 if (reason == VDEV_LABEL_SPLIT)
1105                         txg = spa->spa_uberblock.ub_txg;
1106                 label = spa_config_generate(spa, vd, txg, B_FALSE);
1107
1108                 /*
1109                  * Add our creation time.  This allows us to detect multiple
1110                  * vdev uses as described above, and automatically expires if we
1111                  * fail.
1112                  */
1113                 VERIFY(nvlist_add_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_CREATE_TXG,
1114                     crtxg) == 0);
1115         }
1116
1117         buf = vp->vp_nvlist;
1118         buflen = sizeof (vp->vp_nvlist);
1119
1120         error = nvlist_pack(label, &buf, &buflen, NV_ENCODE_XDR, KM_SLEEP);
1121         if (error != 0) {
1122                 nvlist_free(label);
1123                 abd_free(vp_abd);
1124                 /* EFAULT means nvlist_pack ran out of room */
1125                 return (SET_ERROR(error == EFAULT ? ENAMETOOLONG : EINVAL));
1126         }
1127
1128         /*
1129          * Initialize uberblock template.
1130          */
1131         ub_abd = abd_alloc_linear(VDEV_UBERBLOCK_RING, B_TRUE);
1132         abd_zero(ub_abd, VDEV_UBERBLOCK_RING);
1133         abd_copy_from_buf(ub_abd, &spa->spa_uberblock, sizeof (uberblock_t));
1134         ub = abd_to_buf(ub_abd);
1135         ub->ub_txg = 0;
1136
1137         /* Initialize the 2nd padding area. */
1138         bootenv = abd_alloc_for_io(VDEV_PAD_SIZE, B_TRUE);
1139         abd_zero(bootenv, VDEV_PAD_SIZE);
1140
1141         /*
1142          * Write everything in parallel.
1143          */
1144 retry:
1145         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, flags);
1146
1147         for (int l = 0; l < VDEV_LABELS; l++) {
1148
1149                 vdev_label_write(zio, vd, l, vp_abd,
1150                     offsetof(vdev_label_t, vl_vdev_phys),
1151                     sizeof (vdev_phys_t), NULL, NULL, flags);
1152
1153                 /*
1154                  * Skip the 1st padding area.
1155                  * Zero out the 2nd padding area where it might have
1156                  * left over data from previous filesystem format.
1157                  */
1158                 vdev_label_write(zio, vd, l, bootenv,
1159                     offsetof(vdev_label_t, vl_be),
1160                     VDEV_PAD_SIZE, NULL, NULL, flags);
1161
1162                 vdev_label_write(zio, vd, l, ub_abd,
1163                     offsetof(vdev_label_t, vl_uberblock),
1164                     VDEV_UBERBLOCK_RING, NULL, NULL, flags);
1165         }
1166
1167         error = zio_wait(zio);
1168
1169         if (error != 0 && !(flags & ZIO_FLAG_TRYHARD)) {
1170                 flags |= ZIO_FLAG_TRYHARD;
1171                 goto retry;
1172         }
1173
1174         nvlist_free(label);
1175         abd_free(bootenv);
1176         abd_free(ub_abd);
1177         abd_free(vp_abd);
1178
1179         /*
1180          * If this vdev hasn't been previously identified as a spare, then we
1181          * mark it as such only if a) we are labeling it as a spare, or b) it
1182          * exists as a spare elsewhere in the system.  Do the same for
1183          * level 2 ARC devices.
1184          */
1185         if (error == 0 && !vd->vdev_isspare &&
1186             (reason == VDEV_LABEL_SPARE ||
1187             spa_spare_exists(vd->vdev_guid, NULL, NULL)))
1188                 spa_spare_add(vd);
1189
1190         if (error == 0 && !vd->vdev_isl2cache &&
1191             (reason == VDEV_LABEL_L2CACHE ||
1192             spa_l2cache_exists(vd->vdev_guid, NULL)))
1193                 spa_l2cache_add(vd);
1194
1195         return (error);
1196 }
1197
1198 /*
1199  * Done callback for vdev_label_read_bootenv_impl. If this is the first
1200  * callback to finish, store our abd in the callback pointer. Otherwise, we
1201  * just free our abd and return.
1202  */
1203 static void
1204 vdev_label_read_bootenv_done(zio_t *zio)
1205 {
1206         zio_t *rio = zio->io_private;
1207         abd_t **cbp = rio->io_private;
1208
1209         ASSERT3U(zio->io_size, ==, VDEV_PAD_SIZE);
1210
1211         if (zio->io_error == 0) {
1212                 mutex_enter(&rio->io_lock);
1213                 if (*cbp == NULL) {
1214                         /* Will free this buffer in vdev_label_read_bootenv. */
1215                         *cbp = zio->io_abd;
1216                 } else {
1217                         abd_free(zio->io_abd);
1218                 }
1219                 mutex_exit(&rio->io_lock);
1220         } else {
1221                 abd_free(zio->io_abd);
1222         }
1223 }
1224
1225 static void
1226 vdev_label_read_bootenv_impl(zio_t *zio, vdev_t *vd, int flags)
1227 {
1228         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
1229                 vdev_label_read_bootenv_impl(zio, vd->vdev_child[c], flags);
1230
1231         /*
1232          * We just use the first label that has a correct checksum; the
1233          * bootloader should have rewritten them all to be the same on boot,
1234          * and any changes we made since boot have been the same across all
1235          * labels.
1236          *
1237          * While grub supports writing to all four labels, other bootloaders
1238          * don't, so we only use the first two labels to store boot
1239          * information.
1240          */
1241         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && vdev_readable(vd)) {
1242                 for (int l = 0; l < VDEV_LABELS / 2; l++) {
1243                         vdev_label_read(zio, vd, l,
1244                             abd_alloc_linear(VDEV_PAD_SIZE, B_FALSE),
1245                             offsetof(vdev_label_t, vl_be), VDEV_PAD_SIZE,
1246                             vdev_label_read_bootenv_done, zio, flags);
1247                 }
1248         }
1249 }
1250
1251 int
1252 vdev_label_read_bootenv(vdev_t *rvd, nvlist_t *command)
1253 {
1254         spa_t *spa = rvd->vdev_spa;
1255         abd_t *abd = NULL;
1256         int flags = ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_CANFAIL |
1257             ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_TRYHARD;
1258
1259         ASSERT(command);
1260         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == SCL_ALL);
1261
1262         zio_t *zio = zio_root(spa, NULL, &abd, flags);
1263         vdev_label_read_bootenv_impl(zio, rvd, flags);
1264         int err = zio_wait(zio);
1265
1266         if (abd != NULL) {
1267                 vdev_boot_envblock_t *vbe = abd_to_buf(abd);
1268                 if (vbe->vbe_version != VB_RAW) {
1269                         abd_free(abd);
1270                         return (SET_ERROR(ENOTSUP));
1271                 }
1272                 vbe->vbe_bootenv[sizeof (vbe->vbe_bootenv) - 1] = '\0';
1273                 fnvlist_add_string(command, "envmap", vbe->vbe_bootenv);
1274                 /* abd was allocated in vdev_label_read_bootenv_impl() */
1275                 abd_free(abd);
1276                 /* If we managed to read any successfully, return success. */
1277                 return (0);
1278         }
1279         return (err);
1280 }
1281
1282 int
1283 vdev_label_write_bootenv(vdev_t *vd, char *envmap)
1284 {
1285         zio_t *zio;
1286         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
1287         vdev_boot_envblock_t *bootenv;
1288         int flags = ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_CANFAIL;
1289         int error = ENXIO;
1290
1291         if (strlen(envmap) >= sizeof (bootenv->vbe_bootenv)) {
1292                 return (SET_ERROR(E2BIG));
1293         }
1294
1295         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == SCL_ALL);
1296
1297         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
1298                 int child_err = vdev_label_write_bootenv(vd->vdev_child[c],
1299                     envmap);
1300                 /*
1301                  * As long as any of the disks managed to write all of their
1302                  * labels successfully, return success.
1303                  */
1304                 if (child_err == 0)
1305                         error = child_err;
1306         }
1307
1308         if (!vd->vdev_ops->vdev_op_leaf || vdev_is_dead(vd) ||
1309             !vdev_writeable(vd)) {
1310                 return (error);
1311         }
1312         ASSERT3U(sizeof (*bootenv), ==, VDEV_PAD_SIZE);
1313         abd_t *abd = abd_alloc_for_io(VDEV_PAD_SIZE, B_TRUE);
1314         abd_zero(abd, VDEV_PAD_SIZE);
1315         bootenv = abd_borrow_buf_copy(abd, VDEV_PAD_SIZE);
1316
1317         char *buf = bootenv->vbe_bootenv;
1318         (void) strlcpy(buf, envmap, sizeof (bootenv->vbe_bootenv));
1319         bootenv->vbe_version = VB_RAW;
1320         abd_return_buf_copy(abd, bootenv, VDEV_PAD_SIZE);
1321
1322 retry:
1323         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, flags);
1324         for (int l = 0; l < VDEV_LABELS / 2; l++) {
1325                 vdev_label_write(zio, vd, l, abd,
1326                     offsetof(vdev_label_t, vl_be),
1327                     VDEV_PAD_SIZE, NULL, NULL, flags);
1328         }
1329
1330         error = zio_wait(zio);
1331         if (error != 0 && !(flags & ZIO_FLAG_TRYHARD)) {
1332                 flags |= ZIO_FLAG_TRYHARD;
1333                 goto retry;
1334         }
1335
1336         abd_free(abd);
1337         return (error);
1338 }
1339
1340 /*
1341  * ==========================================================================
1342  * uberblock load/sync
1343  * ==========================================================================
1344  */
1345
1346 /*
1347  * Consider the following situation: txg is safely synced to disk.  We've
1348  * written the first uberblock for txg + 1, and then we lose power.  When we
1349  * come back up, we fail to see the uberblock for txg + 1 because, say,
1350  * it was on a mirrored device and the replica to which we wrote txg + 1
1351  * is now offline.  If we then make some changes and sync txg + 1, and then
1352  * the missing replica comes back, then for a few seconds we'll have two
1353  * conflicting uberblocks on disk with the same txg.  The solution is simple:
1354  * among uberblocks with equal txg, choose the one with the latest timestamp.
1355  */
1356 static int
1357 vdev_uberblock_compare(const uberblock_t *ub1, const uberblock_t *ub2)
1358 {
1359         int cmp = TREE_CMP(ub1->ub_txg, ub2->ub_txg);
1360
1361         if (likely(cmp))
1362                 return (cmp);
1363
1364         cmp = TREE_CMP(ub1->ub_timestamp, ub2->ub_timestamp);
1365         if (likely(cmp))
1366                 return (cmp);
1367
1368         /*
1369          * If MMP_VALID(ub) && MMP_SEQ_VALID(ub) then the host has an MMP-aware
1370          * ZFS, e.g. zfsonlinux >= 0.7.
1371          *
1372          * If one ub has MMP and the other does not, they were written by
1373          * different hosts, which matters for MMP.  So we treat no MMP/no SEQ as
1374          * a 0 value.
1375          *
1376          * Since timestamp and txg are the same if we get this far, either is
1377          * acceptable for importing the pool.
1378          */
1379         unsigned int seq1 = 0;
1380         unsigned int seq2 = 0;
1381
1382         if (MMP_VALID(ub1) && MMP_SEQ_VALID(ub1))
1383                 seq1 = MMP_SEQ(ub1);
1384
1385         if (MMP_VALID(ub2) && MMP_SEQ_VALID(ub2))
1386                 seq2 = MMP_SEQ(ub2);
1387
1388         return (TREE_CMP(seq1, seq2));
1389 }
1390
1391 struct ubl_cbdata {
1392         uberblock_t     *ubl_ubbest;    /* Best uberblock */
1393         vdev_t          *ubl_vd;        /* vdev associated with the above */
1394 };
1395
1396 static void
1397 vdev_uberblock_load_done(zio_t *zio)
1398 {
1399         vdev_t *vd = zio->io_vd;
1400         spa_t *spa = zio->io_spa;
1401         zio_t *rio = zio->io_private;
1402         uberblock_t *ub = abd_to_buf(zio->io_abd);
1403         struct ubl_cbdata *cbp = rio->io_private;
1404
1405         ASSERT3U(zio->io_size, ==, VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd));
1406
1407         if (zio->io_error == 0 && uberblock_verify(ub) == 0) {
1408                 mutex_enter(&rio->io_lock);
1409                 if (ub->ub_txg <= spa->spa_load_max_txg &&
1410                     vdev_uberblock_compare(ub, cbp->ubl_ubbest) > 0) {
1411                         /*
1412                          * Keep track of the vdev in which this uberblock
1413                          * was found. We will use this information later
1414                          * to obtain the config nvlist associated with
1415                          * this uberblock.
1416                          */
1417                         *cbp->ubl_ubbest = *ub;
1418                         cbp->ubl_vd = vd;
1419                 }
1420                 mutex_exit(&rio->io_lock);
1421         }
1422
1423         abd_free(zio->io_abd);
1424 }
1425
1426 static void
1427 vdev_uberblock_load_impl(zio_t *zio, vdev_t *vd, int flags,
1428     struct ubl_cbdata *cbp)
1429 {
1430         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
1431                 vdev_uberblock_load_impl(zio, vd->vdev_child[c], flags, cbp);
1432
1433         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && vdev_readable(vd)) {
1434                 for (int l = 0; l < VDEV_LABELS; l++) {
1435                         for (int n = 0; n < VDEV_UBERBLOCK_COUNT(vd); n++) {
1436                                 vdev_label_read(zio, vd, l,
1437                                     abd_alloc_linear(VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd),
1438                                     B_TRUE), VDEV_UBERBLOCK_OFFSET(vd, n),
1439                                     VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd),
1440                                     vdev_uberblock_load_done, zio, flags);
1441                         }
1442                 }
1443         }
1444 }
1445
1446 /*
1447  * Reads the 'best' uberblock from disk along with its associated
1448  * configuration. First, we read the uberblock array of each label of each
1449  * vdev, keeping track of the uberblock with the highest txg in each array.
1450  * Then, we read the configuration from the same vdev as the best uberblock.
1451  */
1452 void
1453 vdev_uberblock_load(vdev_t *rvd, uberblock_t *ub, nvlist_t **config)
1454 {
1455         zio_t *zio;
1456         spa_t *spa = rvd->vdev_spa;
1457         struct ubl_cbdata cb;
1458         int flags = ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_CANFAIL |
1459             ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_TRYHARD;
1460
1461         ASSERT(ub);
1462         ASSERT(config);
1463
1464         bzero(ub, sizeof (uberblock_t));
1465         *config = NULL;
1466
1467         cb.ubl_ubbest = ub;
1468         cb.ubl_vd = NULL;
1469
1470         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
1471         zio = zio_root(spa, NULL, &cb, flags);
1472         vdev_uberblock_load_impl(zio, rvd, flags, &cb);
1473         (void) zio_wait(zio);
1474
1475         /*
1476          * It's possible that the best uberblock was discovered on a label
1477          * that has a configuration which was written in a future txg.
1478          * Search all labels on this vdev to find the configuration that
1479          * matches the txg for our uberblock.
1480          */
1481         if (cb.ubl_vd != NULL) {
1482                 vdev_dbgmsg(cb.ubl_vd, "best uberblock found for spa %s. "
1483                     "txg %llu", spa->spa_name, (u_longlong_t)ub->ub_txg);
1484
1485                 *config = vdev_label_read_config(cb.ubl_vd, ub->ub_txg);
1486                 if (*config == NULL && spa->spa_extreme_rewind) {
1487                         vdev_dbgmsg(cb.ubl_vd, "failed to read label config. "
1488                             "Trying again without txg restrictions.");
1489                         *config = vdev_label_read_config(cb.ubl_vd, UINT64_MAX);
1490                 }
1491                 if (*config == NULL) {
1492                         vdev_dbgmsg(cb.ubl_vd, "failed to read label config");
1493                 }
1494         }
1495         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
1496 }
1497
1498 /*
1499  * For use when a leaf vdev is expanded.
1500  * The location of labels 2 and 3 changed, and at the new location the
1501  * uberblock rings are either empty or contain garbage.  The sync will write
1502  * new configs there because the vdev is dirty, but expansion also needs the
1503  * uberblock rings copied.  Read them from label 0 which did not move.
1504  *
1505  * Since the point is to populate labels {2,3} with valid uberblocks,
1506  * we zero uberblocks we fail to read or which are not valid.
1507  */
1508
1509 static void
1510 vdev_copy_uberblocks(vdev_t *vd)
1511 {
1512         abd_t *ub_abd;
1513         zio_t *write_zio;
1514         int locks = (SCL_L2ARC | SCL_ZIO);
1515         int flags = ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_CANFAIL |
1516             ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
1517
1518         ASSERT(spa_config_held(vd->vdev_spa, SCL_STATE, RW_READER) ==
1519             SCL_STATE);
1520         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1521
1522         spa_config_enter(vd->vdev_spa, locks, FTAG, RW_READER);
1523
1524         ub_abd = abd_alloc_linear(VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd), B_TRUE);
1525
1526         write_zio = zio_root(vd->vdev_spa, NULL, NULL, flags);
1527         for (int n = 0; n < VDEV_UBERBLOCK_COUNT(vd); n++) {
1528                 const int src_label = 0;
1529                 zio_t *zio;
1530
1531                 zio = zio_root(vd->vdev_spa, NULL, NULL, flags);
1532                 vdev_label_read(zio, vd, src_label, ub_abd,
1533                     VDEV_UBERBLOCK_OFFSET(vd, n), VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd),
1534                     NULL, NULL, flags);
1535
1536                 if (zio_wait(zio) || uberblock_verify(abd_to_buf(ub_abd)))
1537                         abd_zero(ub_abd, VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd));
1538
1539                 for (int l = 2; l < VDEV_LABELS; l++)
1540                         vdev_label_write(write_zio, vd, l, ub_abd,
1541                             VDEV_UBERBLOCK_OFFSET(vd, n),
1542                             VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd), NULL, NULL,
1543                             flags | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE);
1544         }
1545         (void) zio_wait(write_zio);
1546
1547         spa_config_exit(vd->vdev_spa, locks, FTAG);
1548
1549         abd_free(ub_abd);
1550 }
1551
1552 /*
1553  * On success, increment root zio's count of good writes.
1554  * We only get credit for writes to known-visible vdevs; see spa_vdev_add().
1555  */
1556 static void
1557 vdev_uberblock_sync_done(zio_t *zio)
1558 {
1559         uint64_t *good_writes = zio->io_private;
1560
1561         if (zio->io_error == 0 && zio->io_vd->vdev_top->vdev_ms_array != 0)
1562                 atomic_inc_64(good_writes);
1563 }
1564
1565 /*
1566  * Write the uberblock to all labels of all leaves of the specified vdev.
1567  */
1568 static void
1569 vdev_uberblock_sync(zio_t *zio, uint64_t *good_writes,
1570     uberblock_t *ub, vdev_t *vd, int flags)
1571 {
1572         for (uint64_t c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
1573                 vdev_uberblock_sync(zio, good_writes,
1574                     ub, vd->vdev_child[c], flags);
1575         }
1576
1577         if (!vd->vdev_ops->vdev_op_leaf)
1578                 return;
1579
1580         if (!vdev_writeable(vd))
1581                 return;
1582
1583         /* If the vdev was expanded, need to copy uberblock rings. */
1584         if (vd->vdev_state == VDEV_STATE_HEALTHY &&
1585             vd->vdev_copy_uberblocks == B_TRUE) {
1586                 vdev_copy_uberblocks(vd);
1587                 vd->vdev_copy_uberblocks = B_FALSE;
1588         }
1589
1590         int m = spa_multihost(vd->vdev_spa) ? MMP_BLOCKS_PER_LABEL : 0;
1591         int n = ub->ub_txg % (VDEV_UBERBLOCK_COUNT(vd) - m);
1592
1593         /* Copy the uberblock_t into the ABD */
1594         abd_t *ub_abd = abd_alloc_for_io(VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd), B_TRUE);
1595         abd_zero(ub_abd, VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd));
1596         abd_copy_from_buf(ub_abd, ub, sizeof (uberblock_t));
1597
1598         for (int l = 0; l < VDEV_LABELS; l++)
1599                 vdev_label_write(zio, vd, l, ub_abd,
1600                     VDEV_UBERBLOCK_OFFSET(vd, n), VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd),
1601                     vdev_uberblock_sync_done, good_writes,
1602                     flags | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE);
1603
1604         abd_free(ub_abd);
1605 }
1606
1607 /* Sync the uberblocks to all vdevs in svd[] */
1608 static int
1609 vdev_uberblock_sync_list(vdev_t **svd, int svdcount, uberblock_t *ub, int flags)
1610 {
1611         spa_t *spa = svd[0]->vdev_spa;
1612         zio_t *zio;
1613         uint64_t good_writes = 0;
1614
1615         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, flags);
1616
1617         for (int v = 0; v < svdcount; v++)
1618                 vdev_uberblock_sync(zio, &good_writes, ub, svd[v], flags);
1619
1620         (void) zio_wait(zio);
1621
1622         /*
1623          * Flush the uberblocks to disk.  This ensures that the odd labels
1624          * are no longer needed (because the new uberblocks and the even
1625          * labels are safely on disk), so it is safe to overwrite them.
1626          */
1627         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, flags);
1628
1629         for (int v = 0; v < svdcount; v++) {
1630                 if (vdev_writeable(svd[v])) {
1631                         zio_flush(zio, svd[v]);
1632                 }
1633         }
1634
1635         (void) zio_wait(zio);
1636
1637         return (good_writes >= 1 ? 0 : EIO);
1638 }
1639
1640 /*
1641  * On success, increment the count of good writes for our top-level vdev.
1642  */
1643 static void
1644 vdev_label_sync_done(zio_t *zio)
1645 {
1646         uint64_t *good_writes = zio->io_private;
1647
1648         if (zio->io_error == 0)
1649                 atomic_inc_64(good_writes);
1650 }
1651
1652 /*
1653  * If there weren't enough good writes, indicate failure to the parent.
1654  */
1655 static void
1656 vdev_label_sync_top_done(zio_t *zio)
1657 {
1658         uint64_t *good_writes = zio->io_private;
1659
1660         if (*good_writes == 0)
1661                 zio->io_error = SET_ERROR(EIO);
1662
1663         kmem_free(good_writes, sizeof (uint64_t));
1664 }
1665
1666 /*
1667  * We ignore errors for log and cache devices, simply free the private data.
1668  */
1669 static void
1670 vdev_label_sync_ignore_done(zio_t *zio)
1671 {
1672         kmem_free(zio->io_private, sizeof (uint64_t));
1673 }
1674
1675 /*
1676  * Write all even or odd labels to all leaves of the specified vdev.
1677  */
1678 static void
1679 vdev_label_sync(zio_t *zio, uint64_t *good_writes,
1680     vdev_t *vd, int l, uint64_t txg, int flags)
1681 {
1682         nvlist_t *label;
1683         vdev_phys_t *vp;
1684         abd_t *vp_abd;
1685         char *buf;
1686         size_t buflen;
1687
1688         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
1689                 vdev_label_sync(zio, good_writes,
1690                     vd->vdev_child[c], l, txg, flags);
1691         }
1692
1693         if (!vd->vdev_ops->vdev_op_leaf)
1694                 return;
1695
1696         if (!vdev_writeable(vd))
1697                 return;
1698
1699         /*
1700          * Generate a label describing the top-level config to which we belong.
1701          */
1702         label = spa_config_generate(vd->vdev_spa, vd, txg, B_FALSE);
1703
1704         vp_abd = abd_alloc_linear(sizeof (vdev_phys_t), B_TRUE);
1705         abd_zero(vp_abd, sizeof (vdev_phys_t));
1706         vp = abd_to_buf(vp_abd);
1707
1708         buf = vp->vp_nvlist;
1709         buflen = sizeof (vp->vp_nvlist);
1710
1711         if (!nvlist_pack(label, &buf, &buflen, NV_ENCODE_XDR, KM_SLEEP)) {
1712                 for (; l < VDEV_LABELS; l += 2) {
1713                         vdev_label_write(zio, vd, l, vp_abd,
1714                             offsetof(vdev_label_t, vl_vdev_phys),
1715                             sizeof (vdev_phys_t),
1716                             vdev_label_sync_done, good_writes,
1717                             flags | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE);
1718                 }
1719         }
1720
1721         abd_free(vp_abd);
1722         nvlist_free(label);
1723 }
1724
1725 static int
1726 vdev_label_sync_list(spa_t *spa, int l, uint64_t txg, int flags)
1727 {
1728         list_t *dl = &spa->spa_config_dirty_list;
1729         vdev_t *vd;
1730         zio_t *zio;
1731         int error;
1732
1733         /*
1734          * Write the new labels to disk.
1735          */
1736         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, flags);
1737
1738         for (vd = list_head(dl); vd != NULL; vd = list_next(dl, vd)) {
1739                 uint64_t *good_writes;
1740
1741                 ASSERT(!vd->vdev_ishole);
1742
1743                 good_writes = kmem_zalloc(sizeof (uint64_t), KM_SLEEP);
1744                 zio_t *vio = zio_null(zio, spa, NULL,
1745                     (vd->vdev_islog || vd->vdev_aux != NULL) ?
1746                     vdev_label_sync_ignore_done : vdev_label_sync_top_done,
1747                     good_writes, flags);
1748                 vdev_label_sync(vio, good_writes, vd, l, txg, flags);
1749                 zio_nowait(vio);
1750         }
1751
1752         error = zio_wait(zio);
1753
1754         /*
1755          * Flush the new labels to disk.
1756          */
1757         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, flags);
1758
1759         for (vd = list_head(dl); vd != NULL; vd = list_next(dl, vd))
1760                 zio_flush(zio, vd);
1761
1762         (void) zio_wait(zio);
1763
1764         return (error);
1765 }
1766
1767 /*
1768  * Sync the uberblock and any changes to the vdev configuration.
1769  *
1770  * The order of operations is carefully crafted to ensure that
1771  * if the system panics or loses power at any time, the state on disk
1772  * is still transactionally consistent.  The in-line comments below
1773  * describe the failure semantics at each stage.
1774  *
1775  * Moreover, vdev_config_sync() is designed to be idempotent: if it fails
1776  * at any time, you can just call it again, and it will resume its work.
1777  */
1778 int
1779 vdev_config_sync(vdev_t **svd, int svdcount, uint64_t txg)
1780 {
1781         spa_t *spa = svd[0]->vdev_spa;
1782         uberblock_t *ub = &spa->spa_uberblock;
1783         int error = 0;
1784         int flags = ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_CANFAIL;
1785
1786         ASSERT(svdcount != 0);
1787 retry:
1788         /*
1789          * Normally, we don't want to try too hard to write every label and
1790          * uberblock.  If there is a flaky disk, we don't want the rest of the
1791          * sync process to block while we retry.  But if we can't write a
1792          * single label out, we should retry with ZIO_FLAG_TRYHARD before
1793          * bailing out and declaring the pool faulted.
1794          */
1795         if (error != 0) {
1796                 if ((flags & ZIO_FLAG_TRYHARD) != 0)
1797                         return (error);
1798                 flags |= ZIO_FLAG_TRYHARD;
1799         }
1800
1801         ASSERT(ub->ub_txg <= txg);
1802
1803         /*
1804          * If this isn't a resync due to I/O errors,
1805          * and nothing changed in this transaction group,
1806          * and the vdev configuration hasn't changed,
1807          * then there's nothing to do.
1808          */
1809         if (ub->ub_txg < txg) {
1810                 boolean_t changed = uberblock_update(ub, spa->spa_root_vdev,
1811                     txg, spa->spa_mmp.mmp_delay);
1812
1813                 if (!changed && list_is_empty(&spa->spa_config_dirty_list))
1814                         return (0);
1815         }
1816
1817         if (txg > spa_freeze_txg(spa))
1818                 return (0);
1819
1820         ASSERT(txg <= spa->spa_final_txg);
1821
1822         /*
1823          * Flush the write cache of every disk that's been written to
1824          * in this transaction group.  This ensures that all blocks
1825          * written in this txg will be committed to stable storage
1826          * before any uberblock that references them.
1827          */
1828         zio_t *zio = zio_root(spa, NULL, NULL, flags);
1829
1830         for (vdev_t *vd =
1831             txg_list_head(&spa->spa_vdev_txg_list, TXG_CLEAN(txg)); vd != NULL;
1832             vd = txg_list_next(&spa->spa_vdev_txg_list, vd, TXG_CLEAN(txg)))
1833                 zio_flush(zio, vd);
1834
1835         (void) zio_wait(zio);
1836
1837         /*
1838          * Sync out the even labels (L0, L2) for every dirty vdev.  If the
1839          * system dies in the middle of this process, that's OK: all of the
1840          * even labels that made it to disk will be newer than any uberblock,
1841          * and will therefore be considered invalid.  The odd labels (L1, L3),
1842          * which have not yet been touched, will still be valid.  We flush
1843          * the new labels to disk to ensure that all even-label updates
1844          * are committed to stable storage before the uberblock update.
1845          */
1846         if ((error = vdev_label_sync_list(spa, 0, txg, flags)) != 0) {
1847                 if ((flags & ZIO_FLAG_TRYHARD) != 0) {
1848                         zfs_dbgmsg("vdev_label_sync_list() returned error %d "
1849                             "for pool '%s' when syncing out the even labels "
1850                             "of dirty vdevs", error, spa_name(spa));
1851                 }
1852                 goto retry;
1853         }
1854
1855         /*
1856          * Sync the uberblocks to all vdevs in svd[].
1857          * If the system dies in the middle of this step, there are two cases
1858          * to consider, and the on-disk state is consistent either way:
1859          *
1860          * (1)  If none of the new uberblocks made it to disk, then the
1861          *      previous uberblock will be the newest, and the odd labels
1862          *      (which had not yet been touched) will be valid with respect
1863          *      to that uberblock.
1864          *
1865          * (2)  If one or more new uberblocks made it to disk, then they
1866          *      will be the newest, and the even labels (which had all
1867          *      been successfully committed) will be valid with respect
1868          *      to the new uberblocks.
1869          */
1870         if ((error = vdev_uberblock_sync_list(svd, svdcount, ub, flags)) != 0) {
1871                 if ((flags & ZIO_FLAG_TRYHARD) != 0) {
1872                         zfs_dbgmsg("vdev_uberblock_sync_list() returned error "
1873                             "%d for pool '%s'", error, spa_name(spa));
1874                 }
1875                 goto retry;
1876         }
1877
1878         if (spa_multihost(spa))
1879                 mmp_update_uberblock(spa, ub);
1880
1881         /*
1882          * Sync out odd labels for every dirty vdev.  If the system dies
1883          * in the middle of this process, the even labels and the new
1884          * uberblocks will suffice to open the pool.  The next time
1885          * the pool is opened, the first thing we'll do -- before any
1886          * user data is modified -- is mark every vdev dirty so that
1887          * all labels will be brought up to date.  We flush the new labels
1888          * to disk to ensure that all odd-label updates are committed to
1889          * stable storage before the next transaction group begins.
1890          */
1891         if ((error = vdev_label_sync_list(spa, 1, txg, flags)) != 0) {
1892                 if ((flags & ZIO_FLAG_TRYHARD) != 0) {
1893                         zfs_dbgmsg("vdev_label_sync_list() returned error %d "
1894                             "for pool '%s' when syncing out the odd labels of "
1895                             "dirty vdevs", error, spa_name(spa));
1896                 }
1897                 goto retry;
1898         }
1899
1900         return (0);
1901 }