]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/boot/zfs/zfsimpl.h
loader: rewrite zfs reader zap code to use malloc
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / cddl / boot / zfs / zfsimpl.h
1 /*-
2  * Copyright (c) 2002 McAfee, Inc.
3  * All rights reserved.
4  *
5  * This software was developed for the FreeBSD Project by Marshall
6  * Kirk McKusick and McAfee Research,, the Security Research Division of
7  * McAfee, Inc. under DARPA/SPAWAR contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as
8  * part of the DARPA CHATS research program
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  */
31 /*
32  * CDDL HEADER START
33  *
34  * The contents of this file are subject to the terms of the
35  * Common Development and Distribution License (the "License").
36  * You may not use this file except in compliance with the License.
37  *
38  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
39  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
40  * See the License for the specific language governing permissions
41  * and limitations under the License.
42  *
43  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
44  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
45  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
46  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
47  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
48  *
49  * CDDL HEADER END
50  */
51 /*
52  * Copyright 2009 Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
53  * Use is subject to license terms.
54  */
55 /*
56  * Copyright 2013 by Saso Kiselkov. All rights reserved.
57  */
58 /*
59  * Copyright (c) 2013 by Delphix. All rights reserved.
60  */
61
62 #define MAXNAMELEN      256
63
64 #define _NOTE(s)
65
66 /*
67  * AVL comparator helpers
68  */
69 #define AVL_ISIGN(a)    (((a) > 0) - ((a) < 0))
70 #define AVL_CMP(a, b)   (((a) > (b)) - ((a) < (b)))
71 #define AVL_PCMP(a, b)  \
72         (((uintptr_t)(a) > (uintptr_t)(b)) - ((uintptr_t)(a) < (uintptr_t)(b)))
73
74 typedef enum { B_FALSE, B_TRUE } boolean_t;
75
76 /* CRC64 table */
77 #define ZFS_CRC64_POLY  0xC96C5795D7870F42ULL   /* ECMA-182, reflected form */
78
79 /*
80  * Macros for various sorts of alignment and rounding when the alignment
81  * is known to be a power of 2.
82  */
83 #define P2ALIGN(x, align)               ((x) & -(align))
84 #define P2PHASE(x, align)               ((x) & ((align) - 1))
85 #define P2NPHASE(x, align)              (-(x) & ((align) - 1))
86 #define P2ROUNDUP(x, align)             (-(-(x) & -(align)))
87 #define P2END(x, align)                 (-(~(x) & -(align)))
88 #define P2PHASEUP(x, align, phase)      ((phase) - (((phase) - (x)) & -(align)))
89 #define P2BOUNDARY(off, len, align)     (((off) ^ ((off) + (len) - 1)) > (align) - 1)
90
91 /*
92  * General-purpose 32-bit and 64-bit bitfield encodings.
93  */
94 #define BF32_DECODE(x, low, len)        P2PHASE((x) >> (low), 1U << (len))
95 #define BF64_DECODE(x, low, len)        P2PHASE((x) >> (low), 1ULL << (len))
96 #define BF32_ENCODE(x, low, len)        (P2PHASE((x), 1U << (len)) << (low))
97 #define BF64_ENCODE(x, low, len)        (P2PHASE((x), 1ULL << (len)) << (low))
98
99 #define BF32_GET(x, low, len)           BF32_DECODE(x, low, len)
100 #define BF64_GET(x, low, len)           BF64_DECODE(x, low, len)
101
102 #define BF32_SET(x, low, len, val)      \
103         ((x) ^= BF32_ENCODE((x >> low) ^ (val), low, len))
104 #define BF64_SET(x, low, len, val)      \
105         ((x) ^= BF64_ENCODE((x >> low) ^ (val), low, len))
106
107 #define BF32_GET_SB(x, low, len, shift, bias)   \
108         ((BF32_GET(x, low, len) + (bias)) << (shift))
109 #define BF64_GET_SB(x, low, len, shift, bias)   \
110         ((BF64_GET(x, low, len) + (bias)) << (shift))
111
112 #define BF32_SET_SB(x, low, len, shift, bias, val)      \
113         BF32_SET(x, low, len, ((val) >> (shift)) - (bias))
114 #define BF64_SET_SB(x, low, len, shift, bias, val)      \
115         BF64_SET(x, low, len, ((val) >> (shift)) - (bias))
116
117 /*
118  * Macros to reverse byte order
119  */
120 #define BSWAP_8(x)      ((x) & 0xff)
121 #define BSWAP_16(x)     ((BSWAP_8(x) << 8) | BSWAP_8((x) >> 8))
122 #define BSWAP_32(x)     ((BSWAP_16(x) << 16) | BSWAP_16((x) >> 16))
123 #define BSWAP_64(x)     ((BSWAP_32(x) << 32) | BSWAP_32((x) >> 32))
124
125 #define SPA_MINBLOCKSHIFT       9
126 #define SPA_OLDMAXBLOCKSHIFT    17
127 #define SPA_MAXBLOCKSHIFT       24
128 #define SPA_MINBLOCKSIZE        (1ULL << SPA_MINBLOCKSHIFT)
129 #define SPA_OLDMAXBLOCKSIZE     (1ULL << SPA_OLDMAXBLOCKSHIFT)
130 #define SPA_MAXBLOCKSIZE        (1ULL << SPA_MAXBLOCKSHIFT)
131
132 /*
133  * The DVA size encodings for LSIZE and PSIZE support blocks up to 32MB.
134  * The ASIZE encoding should be at least 64 times larger (6 more bits)
135  * to support up to 4-way RAID-Z mirror mode with worst-case gang block
136  * overhead, three DVAs per bp, plus one more bit in case we do anything
137  * else that expands the ASIZE.
138  */
139 #define SPA_LSIZEBITS           16      /* LSIZE up to 32M (2^16 * 512) */
140 #define SPA_PSIZEBITS           16      /* PSIZE up to 32M (2^16 * 512) */
141 #define SPA_ASIZEBITS           24      /* ASIZE up to 64 times larger  */
142
143 /*
144  * All SPA data is represented by 128-bit data virtual addresses (DVAs).
145  * The members of the dva_t should be considered opaque outside the SPA.
146  */
147 typedef struct dva {
148         uint64_t        dva_word[2];
149 } dva_t;
150
151 /*
152  * Each block has a 256-bit checksum -- strong enough for cryptographic hashes.
153  */
154 typedef struct zio_cksum {
155         uint64_t        zc_word[4];
156 } zio_cksum_t;
157
158 /*
159  * Some checksums/hashes need a 256-bit initialization salt. This salt is kept
160  * secret and is suitable for use in MAC algorithms as the key.
161  */
162 typedef struct zio_cksum_salt {
163         uint8_t         zcs_bytes[32];
164 } zio_cksum_salt_t;
165
166 /*
167  * Each block is described by its DVAs, time of birth, checksum, etc.
168  * The word-by-word, bit-by-bit layout of the blkptr is as follows:
169  *
170  *      64      56      48      40      32      24      16      8       0
171  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
172  * 0    |               vdev1           | GRID  |         ASIZE         |
173  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
174  * 1    |G|                      offset1                                |
175  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
176  * 2    |               vdev2           | GRID  |         ASIZE         |
177  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
178  * 3    |G|                      offset2                                |
179  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
180  * 4    |               vdev3           | GRID  |         ASIZE         |
181  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
182  * 5    |G|                      offset3                                |
183  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
184  * 6    |BDX|lvl| type  | cksum |E| comp|    PSIZE      |     LSIZE     |
185  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
186  * 7    |                       padding                                 |
187  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
188  * 8    |                       padding                                 |
189  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
190  * 9    |                       physical birth txg                      |
191  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
192  * a    |                       logical birth txg                       |
193  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
194  * b    |                       fill count                              |
195  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
196  * c    |                       checksum[0]                             |
197  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
198  * d    |                       checksum[1]                             |
199  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
200  * e    |                       checksum[2]                             |
201  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
202  * f    |                       checksum[3]                             |
203  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
204  *
205  * Legend:
206  *
207  * vdev         virtual device ID
208  * offset       offset into virtual device
209  * LSIZE        logical size
210  * PSIZE        physical size (after compression)
211  * ASIZE        allocated size (including RAID-Z parity and gang block headers)
212  * GRID         RAID-Z layout information (reserved for future use)
213  * cksum        checksum function
214  * comp         compression function
215  * G            gang block indicator
216  * B            byteorder (endianness)
217  * D            dedup
218  * X            encryption (on version 30, which is not supported)
219  * E            blkptr_t contains embedded data (see below)
220  * lvl          level of indirection
221  * type         DMU object type
222  * phys birth   txg of block allocation; zero if same as logical birth txg
223  * log. birth   transaction group in which the block was logically born
224  * fill count   number of non-zero blocks under this bp
225  * checksum[4]  256-bit checksum of the data this bp describes
226  */
227
228 /*
229  * "Embedded" blkptr_t's don't actually point to a block, instead they
230  * have a data payload embedded in the blkptr_t itself.  See the comment
231  * in blkptr.c for more details.
232  *
233  * The blkptr_t is laid out as follows:
234  *
235  *      64      56      48      40      32      24      16      8       0
236  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
237  * 0    |      payload                                                  |
238  * 1    |      payload                                                  |
239  * 2    |      payload                                                  |
240  * 3    |      payload                                                  |
241  * 4    |      payload                                                  |
242  * 5    |      payload                                                  |
243  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
244  * 6    |BDX|lvl| type  | etype |E| comp| PSIZE|              LSIZE     |
245  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
246  * 7    |      payload                                                  |
247  * 8    |      payload                                                  |
248  * 9    |      payload                                                  |
249  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
250  * a    |                       logical birth txg                       |
251  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
252  * b    |      payload                                                  |
253  * c    |      payload                                                  |
254  * d    |      payload                                                  |
255  * e    |      payload                                                  |
256  * f    |      payload                                                  |
257  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
258  *
259  * Legend:
260  *
261  * payload              contains the embedded data
262  * B (byteorder)        byteorder (endianness)
263  * D (dedup)            padding (set to zero)
264  * X                    encryption (set to zero; see above)
265  * E (embedded)         set to one
266  * lvl                  indirection level
267  * type                 DMU object type
268  * etype                how to interpret embedded data (BP_EMBEDDED_TYPE_*)
269  * comp                 compression function of payload
270  * PSIZE                size of payload after compression, in bytes
271  * LSIZE                logical size of payload, in bytes
272  *                      note that 25 bits is enough to store the largest
273  *                      "normal" BP's LSIZE (2^16 * 2^9) in bytes
274  * log. birth           transaction group in which the block was logically born
275  *
276  * Note that LSIZE and PSIZE are stored in bytes, whereas for non-embedded
277  * bp's they are stored in units of SPA_MINBLOCKSHIFT.
278  * Generally, the generic BP_GET_*() macros can be used on embedded BP's.
279  * The B, D, X, lvl, type, and comp fields are stored the same as with normal
280  * BP's so the BP_SET_* macros can be used with them.  etype, PSIZE, LSIZE must
281  * be set with the BPE_SET_* macros.  BP_SET_EMBEDDED() should be called before
282  * other macros, as they assert that they are only used on BP's of the correct
283  * "embedded-ness".
284  */
285
286 #define BPE_GET_ETYPE(bp)       \
287         (ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp)), \
288         BF64_GET((bp)->blk_prop, 40, 8))
289 #define BPE_SET_ETYPE(bp, t)    do { \
290         ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp)); \
291         BF64_SET((bp)->blk_prop, 40, 8, t); \
292 _NOTE(CONSTCOND) } while (0)
293
294 #define BPE_GET_LSIZE(bp)       \
295         (ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp)), \
296         BF64_GET_SB((bp)->blk_prop, 0, 25, 0, 1))
297 #define BPE_SET_LSIZE(bp, x)    do { \
298         ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp)); \
299         BF64_SET_SB((bp)->blk_prop, 0, 25, 0, 1, x); \
300 _NOTE(CONSTCOND) } while (0)
301
302 #define BPE_GET_PSIZE(bp)       \
303         (ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp)), \
304         BF64_GET_SB((bp)->blk_prop, 25, 7, 0, 1))
305 #define BPE_SET_PSIZE(bp, x)    do { \
306         ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp)); \
307         BF64_SET_SB((bp)->blk_prop, 25, 7, 0, 1, x); \
308 _NOTE(CONSTCOND) } while (0)
309
310 typedef enum bp_embedded_type {
311         BP_EMBEDDED_TYPE_DATA,
312         BP_EMBEDDED_TYPE_RESERVED, /* Reserved for an unintegrated feature. */
313         NUM_BP_EMBEDDED_TYPES = BP_EMBEDDED_TYPE_RESERVED
314 } bp_embedded_type_t;
315
316 #define BPE_NUM_WORDS 14
317 #define BPE_PAYLOAD_SIZE (BPE_NUM_WORDS * sizeof (uint64_t))
318 #define BPE_IS_PAYLOADWORD(bp, wp) \
319         ((wp) != &(bp)->blk_prop && (wp) != &(bp)->blk_birth)
320
321 #define SPA_BLKPTRSHIFT 7               /* blkptr_t is 128 bytes        */
322 #define SPA_DVAS_PER_BP 3               /* Number of DVAs in a bp       */
323
324 typedef struct blkptr {
325         dva_t           blk_dva[SPA_DVAS_PER_BP]; /* Data Virtual Addresses */
326         uint64_t        blk_prop;       /* size, compression, type, etc     */
327         uint64_t        blk_pad[2];     /* Extra space for the future       */
328         uint64_t        blk_phys_birth; /* txg when block was allocated     */
329         uint64_t        blk_birth;      /* transaction group at birth       */
330         uint64_t        blk_fill;       /* fill count                       */
331         zio_cksum_t     blk_cksum;      /* 256-bit checksum                 */
332 } blkptr_t;
333
334 /*
335  * Macros to get and set fields in a bp or DVA.
336  */
337 #define DVA_GET_ASIZE(dva)      \
338         BF64_GET_SB((dva)->dva_word[0], 0, SPA_ASIZEBITS, SPA_MINBLOCKSHIFT, 0)
339 #define DVA_SET_ASIZE(dva, x)   \
340         BF64_SET_SB((dva)->dva_word[0], 0, SPA_ASIZEBITS, \
341         SPA_MINBLOCKSHIFT, 0, x)
342
343 #define DVA_GET_GRID(dva)       BF64_GET((dva)->dva_word[0], 24, 8)
344 #define DVA_SET_GRID(dva, x)    BF64_SET((dva)->dva_word[0], 24, 8, x)
345
346 #define DVA_GET_VDEV(dva)       BF64_GET((dva)->dva_word[0], 32, 32)
347 #define DVA_SET_VDEV(dva, x)    BF64_SET((dva)->dva_word[0], 32, 32, x)
348
349 #define DVA_GET_OFFSET(dva)     \
350         BF64_GET_SB((dva)->dva_word[1], 0, 63, SPA_MINBLOCKSHIFT, 0)
351 #define DVA_SET_OFFSET(dva, x)  \
352         BF64_SET_SB((dva)->dva_word[1], 0, 63, SPA_MINBLOCKSHIFT, 0, x)
353
354 #define DVA_GET_GANG(dva)       BF64_GET((dva)->dva_word[1], 63, 1)
355 #define DVA_SET_GANG(dva, x)    BF64_SET((dva)->dva_word[1], 63, 1, x)
356
357 #define BP_GET_LSIZE(bp)        \
358         (BP_IS_EMBEDDED(bp) ?   \
359         (BPE_GET_ETYPE(bp) == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA ? BPE_GET_LSIZE(bp) : 0): \
360         BF64_GET_SB((bp)->blk_prop, 0, SPA_LSIZEBITS, SPA_MINBLOCKSHIFT, 1))
361 #define BP_SET_LSIZE(bp, x)     do { \
362         ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp)); \
363         BF64_SET_SB((bp)->blk_prop, \
364             0, SPA_LSIZEBITS, SPA_MINBLOCKSHIFT, 1, x); \
365 _NOTE(CONSTCOND) } while (0)
366
367 #define BP_GET_PSIZE(bp)        \
368         BF64_GET_SB((bp)->blk_prop, 16, SPA_LSIZEBITS, SPA_MINBLOCKSHIFT, 1)
369 #define BP_SET_PSIZE(bp, x)     \
370         BF64_SET_SB((bp)->blk_prop, 16, SPA_LSIZEBITS, SPA_MINBLOCKSHIFT, 1, x)
371
372 #define BP_GET_COMPRESS(bp)     BF64_GET((bp)->blk_prop, 32, 7)
373 #define BP_SET_COMPRESS(bp, x)  BF64_SET((bp)->blk_prop, 32, 7, x)
374
375 #define BP_GET_CHECKSUM(bp)     BF64_GET((bp)->blk_prop, 40, 8)
376 #define BP_SET_CHECKSUM(bp, x)  BF64_SET((bp)->blk_prop, 40, 8, x)
377
378 #define BP_GET_TYPE(bp)         BF64_GET((bp)->blk_prop, 48, 8)
379 #define BP_SET_TYPE(bp, x)      BF64_SET((bp)->blk_prop, 48, 8, x)
380
381 #define BP_GET_LEVEL(bp)        BF64_GET((bp)->blk_prop, 56, 5)
382 #define BP_SET_LEVEL(bp, x)     BF64_SET((bp)->blk_prop, 56, 5, x)
383
384 #define BP_IS_EMBEDDED(bp)      BF64_GET((bp)->blk_prop, 39, 1)
385
386 #define BP_GET_DEDUP(bp)        BF64_GET((bp)->blk_prop, 62, 1)
387 #define BP_SET_DEDUP(bp, x)     BF64_SET((bp)->blk_prop, 62, 1, x)
388
389 #define BP_GET_BYTEORDER(bp)    BF64_GET((bp)->blk_prop, 63, 1)
390 #define BP_SET_BYTEORDER(bp, x) BF64_SET((bp)->blk_prop, 63, 1, x)
391
392 #define BP_PHYSICAL_BIRTH(bp)           \
393         ((bp)->blk_phys_birth ? (bp)->blk_phys_birth : (bp)->blk_birth)
394
395 #define BP_GET_ASIZE(bp)        \
396         (DVA_GET_ASIZE(&(bp)->blk_dva[0]) + DVA_GET_ASIZE(&(bp)->blk_dva[1]) + \
397                 DVA_GET_ASIZE(&(bp)->blk_dva[2]))
398
399 #define BP_GET_UCSIZE(bp) \
400         ((BP_GET_LEVEL(bp) > 0 || dmu_ot[BP_GET_TYPE(bp)].ot_metadata) ? \
401         BP_GET_PSIZE(bp) : BP_GET_LSIZE(bp));
402
403 #define BP_GET_NDVAS(bp)        \
404         (!!DVA_GET_ASIZE(&(bp)->blk_dva[0]) + \
405         !!DVA_GET_ASIZE(&(bp)->blk_dva[1]) + \
406         !!DVA_GET_ASIZE(&(bp)->blk_dva[2]))
407
408 #define DVA_EQUAL(dva1, dva2)   \
409         ((dva1)->dva_word[1] == (dva2)->dva_word[1] && \
410         (dva1)->dva_word[0] == (dva2)->dva_word[0])
411
412 #define ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc1, zc2) \
413         (0 == (((zc1).zc_word[0] - (zc2).zc_word[0]) | \
414         ((zc1).zc_word[1] - (zc2).zc_word[1]) | \
415         ((zc1).zc_word[2] - (zc2).zc_word[2]) | \
416         ((zc1).zc_word[3] - (zc2).zc_word[3])))
417
418
419 #define DVA_IS_VALID(dva)       (DVA_GET_ASIZE(dva) != 0)
420
421 #define ZIO_SET_CHECKSUM(zcp, w0, w1, w2, w3)   \
422 {                                               \
423         (zcp)->zc_word[0] = w0;                 \
424         (zcp)->zc_word[1] = w1;                 \
425         (zcp)->zc_word[2] = w2;                 \
426         (zcp)->zc_word[3] = w3;                 \
427 }
428
429 #define BP_IDENTITY(bp)         (&(bp)->blk_dva[0])
430 #define BP_IS_GANG(bp)          DVA_GET_GANG(BP_IDENTITY(bp))
431 #define DVA_IS_EMPTY(dva)       ((dva)->dva_word[0] == 0ULL &&  \
432         (dva)->dva_word[1] == 0ULL)
433 #define BP_IS_HOLE(bp)          DVA_IS_EMPTY(BP_IDENTITY(bp))
434 #define BP_IS_OLDER(bp, txg)    (!BP_IS_HOLE(bp) && (bp)->blk_birth < (txg))
435
436 #define BP_ZERO(bp)                             \
437 {                                               \
438         (bp)->blk_dva[0].dva_word[0] = 0;       \
439         (bp)->blk_dva[0].dva_word[1] = 0;       \
440         (bp)->blk_dva[1].dva_word[0] = 0;       \
441         (bp)->blk_dva[1].dva_word[1] = 0;       \
442         (bp)->blk_dva[2].dva_word[0] = 0;       \
443         (bp)->blk_dva[2].dva_word[1] = 0;       \
444         (bp)->blk_prop = 0;                     \
445         (bp)->blk_pad[0] = 0;                   \
446         (bp)->blk_pad[1] = 0;                   \
447         (bp)->blk_phys_birth = 0;               \
448         (bp)->blk_birth = 0;                    \
449         (bp)->blk_fill = 0;                     \
450         ZIO_SET_CHECKSUM(&(bp)->blk_cksum, 0, 0, 0, 0); \
451 }
452
453 #if BYTE_ORDER == _BIG_ENDIAN
454 #define ZFS_HOST_BYTEORDER      (0ULL)
455 #else
456 #define ZFS_HOST_BYTEORDER      (1ULL)
457 #endif
458
459 #define BP_SHOULD_BYTESWAP(bp)  (BP_GET_BYTEORDER(bp) != ZFS_HOST_BYTEORDER)
460 #define BPE_NUM_WORDS 14
461 #define BPE_PAYLOAD_SIZE (BPE_NUM_WORDS * sizeof (uint64_t))
462 #define BPE_IS_PAYLOADWORD(bp, wp) \
463         ((wp) != &(bp)->blk_prop && (wp) != &(bp)->blk_birth)
464
465 /*
466  * Embedded checksum
467  */
468 #define ZEC_MAGIC       0x210da7ab10c7a11ULL
469
470 typedef struct zio_eck {
471         uint64_t        zec_magic;      /* for validation, endianness   */
472         zio_cksum_t     zec_cksum;      /* 256-bit checksum             */
473 } zio_eck_t;
474
475 /*
476  * Gang block headers are self-checksumming and contain an array
477  * of block pointers.
478  */
479 #define SPA_GANGBLOCKSIZE       SPA_MINBLOCKSIZE
480 #define SPA_GBH_NBLKPTRS        ((SPA_GANGBLOCKSIZE - \
481         sizeof (zio_eck_t)) / sizeof (blkptr_t))
482 #define SPA_GBH_FILLER          ((SPA_GANGBLOCKSIZE - \
483         sizeof (zio_eck_t) - \
484         (SPA_GBH_NBLKPTRS * sizeof (blkptr_t))) /\
485         sizeof (uint64_t))
486
487 typedef struct zio_gbh {
488         blkptr_t                zg_blkptr[SPA_GBH_NBLKPTRS];
489         uint64_t                zg_filler[SPA_GBH_FILLER];
490         zio_eck_t               zg_tail;
491 } zio_gbh_phys_t;
492
493 #define VDEV_RAIDZ_MAXPARITY    3
494
495 #define VDEV_PAD_SIZE           (8 << 10)
496 /* 2 padding areas (vl_pad1 and vl_pad2) to skip */
497 #define VDEV_SKIP_SIZE          VDEV_PAD_SIZE * 2
498 #define VDEV_PHYS_SIZE          (112 << 10)
499 #define VDEV_UBERBLOCK_RING     (128 << 10)
500
501 /*
502  * MMP blocks occupy the last MMP_BLOCKS_PER_LABEL slots in the uberblock
503  * ring when MMP is enabled.
504  */
505 #define MMP_BLOCKS_PER_LABEL    1
506
507 /* The largest uberblock we support is 8k. */
508 #define MAX_UBERBLOCK_SHIFT     (13)
509 #define VDEV_UBERBLOCK_SHIFT(vd)        \
510         MIN(MAX((vd)->v_top->v_ashift, UBERBLOCK_SHIFT), MAX_UBERBLOCK_SHIFT)
511 #define VDEV_UBERBLOCK_COUNT(vd)        \
512         (VDEV_UBERBLOCK_RING >> VDEV_UBERBLOCK_SHIFT(vd))
513 #define VDEV_UBERBLOCK_OFFSET(vd, n)    \
514         offsetof(vdev_label_t, vl_uberblock[(n) << VDEV_UBERBLOCK_SHIFT(vd)])
515 #define VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd)         (1ULL << VDEV_UBERBLOCK_SHIFT(vd))
516
517 typedef struct vdev_phys {
518         char            vp_nvlist[VDEV_PHYS_SIZE - sizeof (zio_eck_t)];
519         zio_eck_t       vp_zbt;
520 } vdev_phys_t;
521
522 typedef struct vdev_label {
523         char            vl_pad1[VDEV_PAD_SIZE];                 /*  8K  */
524         char            vl_pad2[VDEV_PAD_SIZE];                 /*  8K  */
525         vdev_phys_t     vl_vdev_phys;                           /* 112K */
526         char            vl_uberblock[VDEV_UBERBLOCK_RING];      /* 128K */
527 } vdev_label_t;                                                 /* 256K total */
528
529 /*
530  * vdev_dirty() flags
531  */
532 #define VDD_METASLAB    0x01
533 #define VDD_DTL         0x02
534
535 /*
536  * Size and offset of embedded boot loader region on each label.
537  * The total size of the first two labels plus the boot area is 4MB.
538  */
539 #define VDEV_BOOT_OFFSET        (2 * sizeof (vdev_label_t))
540 #define VDEV_BOOT_SIZE          (7ULL << 19)                    /* 3.5M */
541
542 /*
543  * Size of label regions at the start and end of each leaf device.
544  */
545 #define VDEV_LABEL_START_SIZE   (2 * sizeof (vdev_label_t) + VDEV_BOOT_SIZE)
546 #define VDEV_LABEL_END_SIZE     (2 * sizeof (vdev_label_t))
547 #define VDEV_LABELS             4
548
549 enum zio_checksum {
550         ZIO_CHECKSUM_INHERIT = 0,
551         ZIO_CHECKSUM_ON,
552         ZIO_CHECKSUM_OFF,
553         ZIO_CHECKSUM_LABEL,
554         ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER,
555         ZIO_CHECKSUM_ZILOG,
556         ZIO_CHECKSUM_FLETCHER_2,
557         ZIO_CHECKSUM_FLETCHER_4,
558         ZIO_CHECKSUM_SHA256,
559         ZIO_CHECKSUM_ZILOG2,
560         ZIO_CHECKSUM_NOPARITY,
561         ZIO_CHECKSUM_SHA512,
562         ZIO_CHECKSUM_SKEIN,
563         ZIO_CHECKSUM_EDONR,
564         ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS
565 };
566
567 #define ZIO_CHECKSUM_ON_VALUE   ZIO_CHECKSUM_FLETCHER_4
568 #define ZIO_CHECKSUM_DEFAULT    ZIO_CHECKSUM_ON
569
570 enum zio_compress {
571         ZIO_COMPRESS_INHERIT = 0,
572         ZIO_COMPRESS_ON,
573         ZIO_COMPRESS_OFF,
574         ZIO_COMPRESS_LZJB,
575         ZIO_COMPRESS_EMPTY,
576         ZIO_COMPRESS_GZIP_1,
577         ZIO_COMPRESS_GZIP_2,
578         ZIO_COMPRESS_GZIP_3,
579         ZIO_COMPRESS_GZIP_4,
580         ZIO_COMPRESS_GZIP_5,
581         ZIO_COMPRESS_GZIP_6,
582         ZIO_COMPRESS_GZIP_7,
583         ZIO_COMPRESS_GZIP_8,
584         ZIO_COMPRESS_GZIP_9,
585         ZIO_COMPRESS_ZLE,
586         ZIO_COMPRESS_LZ4,
587         ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS
588 };
589
590 #define ZIO_COMPRESS_ON_VALUE   ZIO_COMPRESS_LZJB
591 #define ZIO_COMPRESS_DEFAULT    ZIO_COMPRESS_OFF
592
593 /* nvlist pack encoding */
594 #define NV_ENCODE_NATIVE        0
595 #define NV_ENCODE_XDR           1
596
597 typedef enum {
598         DATA_TYPE_UNKNOWN = 0,
599         DATA_TYPE_BOOLEAN,
600         DATA_TYPE_BYTE,
601         DATA_TYPE_INT16,
602         DATA_TYPE_UINT16,
603         DATA_TYPE_INT32,
604         DATA_TYPE_UINT32,
605         DATA_TYPE_INT64,
606         DATA_TYPE_UINT64,
607         DATA_TYPE_STRING,
608         DATA_TYPE_BYTE_ARRAY,
609         DATA_TYPE_INT16_ARRAY,
610         DATA_TYPE_UINT16_ARRAY,
611         DATA_TYPE_INT32_ARRAY,
612         DATA_TYPE_UINT32_ARRAY,
613         DATA_TYPE_INT64_ARRAY,
614         DATA_TYPE_UINT64_ARRAY,
615         DATA_TYPE_STRING_ARRAY,
616         DATA_TYPE_HRTIME,
617         DATA_TYPE_NVLIST,
618         DATA_TYPE_NVLIST_ARRAY,
619         DATA_TYPE_BOOLEAN_VALUE,
620         DATA_TYPE_INT8,
621         DATA_TYPE_UINT8,
622         DATA_TYPE_BOOLEAN_ARRAY,
623         DATA_TYPE_INT8_ARRAY,
624         DATA_TYPE_UINT8_ARRAY
625 } data_type_t;
626
627 /*
628  * On-disk version number.
629  */
630 #define SPA_VERSION_1                   1ULL
631 #define SPA_VERSION_2                   2ULL
632 #define SPA_VERSION_3                   3ULL
633 #define SPA_VERSION_4                   4ULL
634 #define SPA_VERSION_5                   5ULL
635 #define SPA_VERSION_6                   6ULL
636 #define SPA_VERSION_7                   7ULL
637 #define SPA_VERSION_8                   8ULL
638 #define SPA_VERSION_9                   9ULL
639 #define SPA_VERSION_10                  10ULL
640 #define SPA_VERSION_11                  11ULL
641 #define SPA_VERSION_12                  12ULL
642 #define SPA_VERSION_13                  13ULL
643 #define SPA_VERSION_14                  14ULL
644 #define SPA_VERSION_15                  15ULL
645 #define SPA_VERSION_16                  16ULL
646 #define SPA_VERSION_17                  17ULL
647 #define SPA_VERSION_18                  18ULL
648 #define SPA_VERSION_19                  19ULL
649 #define SPA_VERSION_20                  20ULL
650 #define SPA_VERSION_21                  21ULL
651 #define SPA_VERSION_22                  22ULL
652 #define SPA_VERSION_23                  23ULL
653 #define SPA_VERSION_24                  24ULL
654 #define SPA_VERSION_25                  25ULL
655 #define SPA_VERSION_26                  26ULL
656 #define SPA_VERSION_27                  27ULL
657 #define SPA_VERSION_28                  28ULL
658 #define SPA_VERSION_5000                5000ULL
659
660 /*
661  * When bumping up SPA_VERSION, make sure GRUB ZFS understands the on-disk
662  * format change. Go to usr/src/grub/grub-0.97/stage2/{zfs-include/, fsys_zfs*},
663  * and do the appropriate changes.  Also bump the version number in
664  * usr/src/grub/capability.
665  */
666 #define SPA_VERSION                     SPA_VERSION_5000
667 #define SPA_VERSION_STRING              "5000"
668
669 /*
670  * Symbolic names for the changes that caused a SPA_VERSION switch.
671  * Used in the code when checking for presence or absence of a feature.
672  * Feel free to define multiple symbolic names for each version if there
673  * were multiple changes to on-disk structures during that version.
674  *
675  * NOTE: When checking the current SPA_VERSION in your code, be sure
676  *       to use spa_version() since it reports the version of the
677  *       last synced uberblock.  Checking the in-flight version can
678  *       be dangerous in some cases.
679  */
680 #define SPA_VERSION_INITIAL             SPA_VERSION_1
681 #define SPA_VERSION_DITTO_BLOCKS        SPA_VERSION_2
682 #define SPA_VERSION_SPARES              SPA_VERSION_3
683 #define SPA_VERSION_RAID6               SPA_VERSION_3
684 #define SPA_VERSION_BPLIST_ACCOUNT      SPA_VERSION_3
685 #define SPA_VERSION_RAIDZ_DEFLATE       SPA_VERSION_3
686 #define SPA_VERSION_DNODE_BYTES         SPA_VERSION_3
687 #define SPA_VERSION_ZPOOL_HISTORY       SPA_VERSION_4
688 #define SPA_VERSION_GZIP_COMPRESSION    SPA_VERSION_5
689 #define SPA_VERSION_BOOTFS              SPA_VERSION_6
690 #define SPA_VERSION_SLOGS               SPA_VERSION_7
691 #define SPA_VERSION_DELEGATED_PERMS     SPA_VERSION_8
692 #define SPA_VERSION_FUID                SPA_VERSION_9
693 #define SPA_VERSION_REFRESERVATION      SPA_VERSION_9
694 #define SPA_VERSION_REFQUOTA            SPA_VERSION_9
695 #define SPA_VERSION_UNIQUE_ACCURATE     SPA_VERSION_9
696 #define SPA_VERSION_L2CACHE             SPA_VERSION_10
697 #define SPA_VERSION_NEXT_CLONES         SPA_VERSION_11
698 #define SPA_VERSION_ORIGIN              SPA_VERSION_11
699 #define SPA_VERSION_DSL_SCRUB           SPA_VERSION_11
700 #define SPA_VERSION_SNAP_PROPS          SPA_VERSION_12
701 #define SPA_VERSION_USED_BREAKDOWN      SPA_VERSION_13
702 #define SPA_VERSION_PASSTHROUGH_X       SPA_VERSION_14
703 #define SPA_VERSION_USERSPACE           SPA_VERSION_15
704 #define SPA_VERSION_STMF_PROP           SPA_VERSION_16
705 #define SPA_VERSION_RAIDZ3              SPA_VERSION_17
706 #define SPA_VERSION_USERREFS            SPA_VERSION_18
707 #define SPA_VERSION_HOLES               SPA_VERSION_19
708 #define SPA_VERSION_ZLE_COMPRESSION     SPA_VERSION_20
709 #define SPA_VERSION_DEDUP               SPA_VERSION_21
710 #define SPA_VERSION_RECVD_PROPS         SPA_VERSION_22
711 #define SPA_VERSION_SLIM_ZIL            SPA_VERSION_23
712 #define SPA_VERSION_SA                  SPA_VERSION_24
713 #define SPA_VERSION_SCAN                SPA_VERSION_25
714 #define SPA_VERSION_DIR_CLONES          SPA_VERSION_26
715 #define SPA_VERSION_DEADLISTS           SPA_VERSION_26
716 #define SPA_VERSION_FAST_SNAP           SPA_VERSION_27
717 #define SPA_VERSION_MULTI_REPLACE       SPA_VERSION_28
718 #define SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES     SPA_VERSION_28
719 #define SPA_VERSION_FEATURES            SPA_VERSION_5000
720
721 #define SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(v) \
722         (((v) >= SPA_VERSION_INITIAL && (v) <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) || \
723         ((v) >= SPA_VERSION_FEATURES && (v) <= SPA_VERSION))
724
725 /*
726  * The following are configuration names used in the nvlist describing a pool's
727  * configuration.
728  */
729 #define ZPOOL_CONFIG_VERSION            "version"
730 #define ZPOOL_CONFIG_POOL_NAME          "name"
731 #define ZPOOL_CONFIG_POOL_STATE         "state"
732 #define ZPOOL_CONFIG_POOL_TXG           "txg"
733 #define ZPOOL_CONFIG_POOL_GUID          "pool_guid"
734 #define ZPOOL_CONFIG_CREATE_TXG         "create_txg"
735 #define ZPOOL_CONFIG_TOP_GUID           "top_guid"
736 #define ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE          "vdev_tree"
737 #define ZPOOL_CONFIG_TYPE               "type"
738 #define ZPOOL_CONFIG_CHILDREN           "children"
739 #define ZPOOL_CONFIG_ID                 "id"
740 #define ZPOOL_CONFIG_GUID               "guid"
741 #define ZPOOL_CONFIG_INDIRECT_OBJECT    "com.delphix:indirect_object"
742 #define ZPOOL_CONFIG_INDIRECT_BIRTHS    "com.delphix:indirect_births"
743 #define ZPOOL_CONFIG_PREV_INDIRECT_VDEV "com.delphix:prev_indirect_vdev"
744 #define ZPOOL_CONFIG_PATH               "path"
745 #define ZPOOL_CONFIG_DEVID              "devid"
746 #define ZPOOL_CONFIG_METASLAB_ARRAY     "metaslab_array"
747 #define ZPOOL_CONFIG_METASLAB_SHIFT     "metaslab_shift"
748 #define ZPOOL_CONFIG_ASHIFT             "ashift"
749 #define ZPOOL_CONFIG_ASIZE              "asize"
750 #define ZPOOL_CONFIG_DTL                "DTL"
751 #define ZPOOL_CONFIG_STATS              "stats"
752 #define ZPOOL_CONFIG_WHOLE_DISK         "whole_disk"
753 #define ZPOOL_CONFIG_ERRCOUNT           "error_count"
754 #define ZPOOL_CONFIG_NOT_PRESENT        "not_present"
755 #define ZPOOL_CONFIG_SPARES             "spares"
756 #define ZPOOL_CONFIG_IS_SPARE           "is_spare"
757 #define ZPOOL_CONFIG_NPARITY            "nparity"
758 #define ZPOOL_CONFIG_HOSTID             "hostid"
759 #define ZPOOL_CONFIG_HOSTNAME           "hostname"
760 #define ZPOOL_CONFIG_IS_LOG             "is_log"
761 #define ZPOOL_CONFIG_TIMESTAMP          "timestamp" /* not stored on disk */
762 #define ZPOOL_CONFIG_FEATURES_FOR_READ  "features_for_read"
763 #define ZPOOL_CONFIG_VDEV_CHILDREN      "vdev_children"
764
765 /*
766  * The persistent vdev state is stored as separate values rather than a single
767  * 'vdev_state' entry.  This is because a device can be in multiple states, such
768  * as offline and degraded.
769  */
770 #define ZPOOL_CONFIG_OFFLINE            "offline"
771 #define ZPOOL_CONFIG_FAULTED            "faulted"
772 #define ZPOOL_CONFIG_DEGRADED           "degraded"
773 #define ZPOOL_CONFIG_REMOVED            "removed"
774 #define ZPOOL_CONFIG_FRU                "fru"
775 #define ZPOOL_CONFIG_AUX_STATE          "aux_state"
776
777 #define VDEV_TYPE_ROOT                  "root"
778 #define VDEV_TYPE_MIRROR                "mirror"
779 #define VDEV_TYPE_REPLACING             "replacing"
780 #define VDEV_TYPE_RAIDZ                 "raidz"
781 #define VDEV_TYPE_DISK                  "disk"
782 #define VDEV_TYPE_FILE                  "file"
783 #define VDEV_TYPE_MISSING               "missing"
784 #define VDEV_TYPE_HOLE                  "hole"
785 #define VDEV_TYPE_SPARE                 "spare"
786 #define VDEV_TYPE_LOG                   "log"
787 #define VDEV_TYPE_L2CACHE               "l2cache"
788 #define VDEV_TYPE_INDIRECT              "indirect"
789
790 /*
791  * This is needed in userland to report the minimum necessary device size.
792  */
793 #define SPA_MINDEVSIZE          (64ULL << 20)
794
795 /*
796  * The location of the pool configuration repository, shared between kernel and
797  * userland.
798  */
799 #define ZPOOL_CACHE             "/boot/zfs/zpool.cache"
800
801 /*
802  * vdev states are ordered from least to most healthy.
803  * A vdev that's CANT_OPEN or below is considered unusable.
804  */
805 typedef enum vdev_state {
806         VDEV_STATE_UNKNOWN = 0, /* Uninitialized vdev                   */
807         VDEV_STATE_CLOSED,      /* Not currently open                   */
808         VDEV_STATE_OFFLINE,     /* Not allowed to open                  */
809         VDEV_STATE_REMOVED,     /* Explicitly removed from system       */
810         VDEV_STATE_CANT_OPEN,   /* Tried to open, but failed            */
811         VDEV_STATE_FAULTED,     /* External request to fault device     */
812         VDEV_STATE_DEGRADED,    /* Replicated vdev with unhealthy kids  */
813         VDEV_STATE_HEALTHY      /* Presumed good                        */
814 } vdev_state_t;
815
816 /*
817  * vdev aux states.  When a vdev is in the CANT_OPEN state, the aux field
818  * of the vdev stats structure uses these constants to distinguish why.
819  */
820 typedef enum vdev_aux {
821         VDEV_AUX_NONE,          /* no error                             */
822         VDEV_AUX_OPEN_FAILED,   /* ldi_open_*() or vn_open() failed     */
823         VDEV_AUX_CORRUPT_DATA,  /* bad label or disk contents           */
824         VDEV_AUX_NO_REPLICAS,   /* insufficient number of replicas      */
825         VDEV_AUX_BAD_GUID_SUM,  /* vdev guid sum doesn't match          */
826         VDEV_AUX_TOO_SMALL,     /* vdev size is too small               */
827         VDEV_AUX_BAD_LABEL,     /* the label is OK but invalid          */
828         VDEV_AUX_VERSION_NEWER, /* on-disk version is too new           */
829         VDEV_AUX_VERSION_OLDER, /* on-disk version is too old           */
830         VDEV_AUX_SPARED         /* hot spare used in another pool       */
831 } vdev_aux_t;
832
833 /*
834  * pool state.  The following states are written to disk as part of the normal
835  * SPA lifecycle: ACTIVE, EXPORTED, DESTROYED, SPARE.  The remaining states are
836  * software abstractions used at various levels to communicate pool state.
837  */
838 typedef enum pool_state {
839         POOL_STATE_ACTIVE = 0,          /* In active use                */
840         POOL_STATE_EXPORTED,            /* Explicitly exported          */
841         POOL_STATE_DESTROYED,           /* Explicitly destroyed         */
842         POOL_STATE_SPARE,               /* Reserved for hot spare use   */
843         POOL_STATE_UNINITIALIZED,       /* Internal spa_t state         */
844         POOL_STATE_UNAVAIL,             /* Internal libzfs state        */
845         POOL_STATE_POTENTIALLY_ACTIVE   /* Internal libzfs state        */
846 } pool_state_t;
847
848 /*
849  * The uberblock version is incremented whenever an incompatible on-disk
850  * format change is made to the SPA, DMU, or ZAP.
851  *
852  * Note: the first two fields should never be moved.  When a storage pool
853  * is opened, the uberblock must be read off the disk before the version
854  * can be checked.  If the ub_version field is moved, we may not detect
855  * version mismatch.  If the ub_magic field is moved, applications that
856  * expect the magic number in the first word won't work.
857  */
858 #define UBERBLOCK_MAGIC         0x00bab10c              /* oo-ba-bloc!  */
859 #define UBERBLOCK_SHIFT         10                      /* up to 1K     */
860
861 #define MMP_MAGIC               0xa11cea11              /* all-see-all  */
862
863 #define MMP_INTERVAL_VALID_BIT  0x01
864 #define MMP_SEQ_VALID_BIT       0x02
865 #define MMP_FAIL_INT_VALID_BIT  0x04
866
867 #define MMP_VALID(ubp)          (ubp->ub_magic == UBERBLOCK_MAGIC && \
868                                     ubp->ub_mmp_magic == MMP_MAGIC)
869 #define MMP_INTERVAL_VALID(ubp) (MMP_VALID(ubp) && (ubp->ub_mmp_config & \
870                                     MMP_INTERVAL_VALID_BIT))
871 #define MMP_SEQ_VALID(ubp)      (MMP_VALID(ubp) && (ubp->ub_mmp_config & \
872                                     MMP_SEQ_VALID_BIT))
873 #define MMP_FAIL_INT_VALID(ubp) (MMP_VALID(ubp) && (ubp->ub_mmp_config & \
874                                     MMP_FAIL_INT_VALID_BIT))
875
876 #define MMP_INTERVAL(ubp)       ((ubp->ub_mmp_config & 0x00000000FFFFFF00) \
877                                     >> 8)
878 #define MMP_SEQ(ubp)            ((ubp->ub_mmp_config & 0x0000FFFF00000000) \
879                                     >> 32)
880 #define MMP_FAIL_INT(ubp)       ((ubp->ub_mmp_config & 0xFFFF000000000000) \
881                                     >> 48)
882
883 typedef struct uberblock {
884         uint64_t        ub_magic;       /* UBERBLOCK_MAGIC              */
885         uint64_t        ub_version;     /* SPA_VERSION                  */
886         uint64_t        ub_txg;         /* txg of last sync             */
887         uint64_t        ub_guid_sum;    /* sum of all vdev guids        */
888         uint64_t        ub_timestamp;   /* UTC time of last sync        */
889         blkptr_t        ub_rootbp;      /* MOS objset_phys_t            */
890         /* highest SPA_VERSION supported by software that wrote this txg */
891         uint64_t        ub_software_version;
892         /* Maybe missing in uberblocks we read, but always written */
893         uint64_t        ub_mmp_magic;
894         /*
895          * If ub_mmp_delay == 0 and ub_mmp_magic is valid, MMP is off.
896          * Otherwise, nanosec since last MMP write.
897          */
898         uint64_t        ub_mmp_delay;
899
900         /*
901          * The ub_mmp_config contains the multihost write interval, multihost
902          * fail intervals, sequence number for sub-second granularity, and
903          * valid bit mask.  This layout is as follows:
904          *
905          *   64      56      48      40      32      24      16      8       0
906          *   +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
907          * 0 | Fail Intervals|      Seq      |   Write Interval (ms) | VALID |
908          *   +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
909          *
910          * This allows a write_interval of (2^24/1000)s, over 4.5 hours
911          *
912          * VALID Bits:
913          * - 0x01 - Write Interval (ms)
914          * - 0x02 - Sequence number exists
915          * - 0x04 - Fail Intervals
916          * - 0xf8 - Reserved
917          */
918         uint64_t        ub_mmp_config;
919
920         /*
921          * ub_checkpoint_txg indicates two things about the current uberblock:
922          *
923          * 1] If it is not zero then this uberblock is a checkpoint. If it is
924          *    zero, then this uberblock is not a checkpoint.
925          *
926          * 2] On checkpointed uberblocks, the value of ub_checkpoint_txg is
927          *    the ub_txg that the uberblock had at the time we moved it to
928          *    the MOS config.
929          *
930          * The field is set when we checkpoint the uberblock and continues to
931          * hold that value even after we've rewound (unlike the ub_txg that
932          * is reset to a higher value).
933          *
934          * Besides checks used to determine whether we are reopening the
935          * pool from a checkpointed uberblock [see spa_ld_select_uberblock()],
936          * the value of the field is used to determine which ZIL blocks have
937          * been allocated according to the ms_sm when we are rewinding to a
938          * checkpoint. Specifically, if blk_birth > ub_checkpoint_txg, then
939          * the ZIL block is not allocated [see uses of spa_min_claim_txg()].
940          */
941         uint64_t        ub_checkpoint_txg;
942 } uberblock_t;
943
944 /*
945  * Flags.
946  */
947 #define DNODE_MUST_BE_ALLOCATED 1
948 #define DNODE_MUST_BE_FREE      2
949
950 /*
951  * Fixed constants.
952  */
953 #define DNODE_SHIFT             9       /* 512 bytes */
954 #define DN_MIN_INDBLKSHIFT      12      /* 4k */
955 #define DN_MAX_INDBLKSHIFT      17      /* 128k */
956 #define DNODE_BLOCK_SHIFT       14      /* 16k */
957 #define DNODE_CORE_SIZE         64      /* 64 bytes for dnode sans blkptrs */
958 #define DN_MAX_OBJECT_SHIFT     48      /* 256 trillion (zfs_fid_t limit) */
959 #define DN_MAX_OFFSET_SHIFT     64      /* 2^64 bytes in a dnode */
960
961 /*
962  * Derived constants.
963  */
964 #define DNODE_MIN_SIZE          (1 << DNODE_SHIFT)
965 #define DNODE_MAX_SIZE          (1 << DNODE_BLOCK_SHIFT)
966 #define DNODE_BLOCK_SIZE        (1 << DNODE_BLOCK_SHIFT)
967 #define DNODE_MIN_SLOTS         (DNODE_MIN_SIZE >> DNODE_SHIFT)
968 #define DNODE_MAX_SLOTS         (DNODE_MAX_SIZE >> DNODE_SHIFT)
969 #define DN_BONUS_SIZE(dnsize)   ((dnsize) - DNODE_CORE_SIZE - \
970         (1 << SPA_BLKPTRSHIFT))
971 #define DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(slots)     DN_BONUS_SIZE((slots) << DNODE_SHIFT)
972 #define DN_OLD_MAX_BONUSLEN             (DN_BONUS_SIZE(DNODE_MIN_SIZE))
973 #define DN_MAX_NBLKPTR          ((DNODE_MIN_SIZE - DNODE_CORE_SIZE) >> \
974         SPA_BLKPTRSHIFT)
975 #define DN_MAX_OBJECT           (1ULL << DN_MAX_OBJECT_SHIFT)
976 #define DN_ZERO_BONUSLEN        (DN_BONUS_SIZE(DNODE_MAX_SIZE) + 1)
977
978 #define DNODES_PER_BLOCK_SHIFT  (DNODE_BLOCK_SHIFT - DNODE_SHIFT)
979 #define DNODES_PER_BLOCK        (1ULL << DNODES_PER_BLOCK_SHIFT)
980 #define DNODES_PER_LEVEL_SHIFT  (DN_MAX_INDBLKSHIFT - SPA_BLKPTRSHIFT)
981
982 /* The +2 here is a cheesy way to round up */
983 #define DN_MAX_LEVELS   (2 + ((DN_MAX_OFFSET_SHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT) / \
984         (DN_MIN_INDBLKSHIFT - SPA_BLKPTRSHIFT)))
985
986 #define DN_BONUS(dnp)   ((void*)((dnp)->dn_bonus + \
987         (((dnp)->dn_nblkptr - 1) * sizeof (blkptr_t))))
988
989 #define DN_USED_BYTES(dnp) (((dnp)->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) ? \
990         (dnp)->dn_used : (dnp)->dn_used << SPA_MINBLOCKSHIFT)
991
992 #define EPB(blkshift, typeshift)        (1 << (blkshift - typeshift))
993
994 /* Is dn_used in bytes?  if not, it's in multiples of SPA_MINBLOCKSIZE */
995 #define DNODE_FLAG_USED_BYTES           (1<<0)
996 #define DNODE_FLAG_USERUSED_ACCOUNTED   (1<<1)
997
998 /* Does dnode have a SA spill blkptr in bonus? */
999 #define DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR (1<<2)
1000
1001 typedef struct dnode_phys {
1002         uint8_t dn_type;                /* dmu_object_type_t */
1003         uint8_t dn_indblkshift;         /* ln2(indirect block size) */
1004         uint8_t dn_nlevels;             /* 1=dn_blkptr->data blocks */
1005         uint8_t dn_nblkptr;             /* length of dn_blkptr */
1006         uint8_t dn_bonustype;           /* type of data in bonus buffer */
1007         uint8_t dn_checksum;            /* ZIO_CHECKSUM type */
1008         uint8_t dn_compress;            /* ZIO_COMPRESS type */
1009         uint8_t dn_flags;               /* DNODE_FLAG_* */
1010         uint16_t dn_datablkszsec;       /* data block size in 512b sectors */
1011         uint16_t dn_bonuslen;           /* length of dn_bonus */
1012         uint8_t dn_extra_slots;         /* # of subsequent slots consumed */
1013         uint8_t dn_pad2[3];
1014
1015         /* accounting is protected by dn_dirty_mtx */
1016         uint64_t dn_maxblkid;           /* largest allocated block ID */
1017         uint64_t dn_used;               /* bytes (or sectors) of disk space */
1018
1019         uint64_t dn_pad3[4];
1020
1021         /*
1022          * The tail region is 448 bytes for a 512 byte dnode, and
1023          * correspondingly larger for larger dnode sizes. The spill
1024          * block pointer, when present, is always at the end of the tail
1025          * region. There are three ways this space may be used, using
1026          * a 512 byte dnode for this diagram:
1027          *
1028          * 0       64      128     192     256     320     384     448 (offset)
1029          * +---------------+---------------+---------------+-------+
1030          * | dn_blkptr[0]  | dn_blkptr[1]  | dn_blkptr[2]  | /     |
1031          * +---------------+---------------+---------------+-------+
1032          * | dn_blkptr[0]  | dn_bonus[0..319]                      |
1033          * +---------------+-----------------------+---------------+
1034          * | dn_blkptr[0]  | dn_bonus[0..191]      | dn_spill      |
1035          * +---------------+-----------------------+---------------+
1036          */
1037         union {
1038                 blkptr_t dn_blkptr[1+DN_OLD_MAX_BONUSLEN/sizeof (blkptr_t)];
1039                 struct {
1040                         blkptr_t __dn_ignore1;
1041                         uint8_t dn_bonus[DN_OLD_MAX_BONUSLEN];
1042                 };
1043                 struct {
1044                         blkptr_t __dn_ignore2;
1045                         uint8_t __dn_ignore3[DN_OLD_MAX_BONUSLEN -
1046                             sizeof (blkptr_t)];
1047                         blkptr_t dn_spill;
1048                 };
1049         };
1050 } dnode_phys_t;
1051
1052 #define DN_SPILL_BLKPTR(dnp)    (blkptr_t *)((char *)(dnp) + \
1053         (((dnp)->dn_extra_slots + 1) << DNODE_SHIFT) - (1 << SPA_BLKPTRSHIFT))
1054
1055 typedef enum dmu_object_byteswap {
1056         DMU_BSWAP_UINT8,
1057         DMU_BSWAP_UINT16,
1058         DMU_BSWAP_UINT32,
1059         DMU_BSWAP_UINT64,
1060         DMU_BSWAP_ZAP,
1061         DMU_BSWAP_DNODE,
1062         DMU_BSWAP_OBJSET,
1063         DMU_BSWAP_ZNODE,
1064         DMU_BSWAP_OLDACL,
1065         DMU_BSWAP_ACL,
1066         /*
1067          * Allocating a new byteswap type number makes the on-disk format
1068          * incompatible with any other format that uses the same number.
1069          *
1070          * Data can usually be structured to work with one of the
1071          * DMU_BSWAP_UINT* or DMU_BSWAP_ZAP types.
1072          */
1073         DMU_BSWAP_NUMFUNCS
1074 } dmu_object_byteswap_t;
1075
1076 #define DMU_OT_NEWTYPE 0x80
1077 #define DMU_OT_METADATA 0x40
1078 #define DMU_OT_BYTESWAP_MASK 0x3f
1079
1080 /*
1081  * Defines a uint8_t object type. Object types specify if the data
1082  * in the object is metadata (boolean) and how to byteswap the data
1083  * (dmu_object_byteswap_t).
1084  */
1085 #define DMU_OT(byteswap, metadata) \
1086         (DMU_OT_NEWTYPE | \
1087         ((metadata) ? DMU_OT_METADATA : 0) | \
1088         ((byteswap) & DMU_OT_BYTESWAP_MASK))
1089
1090 typedef enum dmu_object_type {
1091         DMU_OT_NONE,
1092         /* general: */
1093         DMU_OT_OBJECT_DIRECTORY,        /* ZAP */
1094         DMU_OT_OBJECT_ARRAY,            /* UINT64 */
1095         DMU_OT_PACKED_NVLIST,           /* UINT8 (XDR by nvlist_pack/unpack) */
1096         DMU_OT_PACKED_NVLIST_SIZE,      /* UINT64 */
1097         DMU_OT_BPLIST,                  /* UINT64 */
1098         DMU_OT_BPLIST_HDR,              /* UINT64 */
1099         /* spa: */
1100         DMU_OT_SPACE_MAP_HEADER,        /* UINT64 */
1101         DMU_OT_SPACE_MAP,               /* UINT64 */
1102         /* zil: */
1103         DMU_OT_INTENT_LOG,              /* UINT64 */
1104         /* dmu: */
1105         DMU_OT_DNODE,                   /* DNODE */
1106         DMU_OT_OBJSET,                  /* OBJSET */
1107         /* dsl: */
1108         DMU_OT_DSL_DIR,                 /* UINT64 */
1109         DMU_OT_DSL_DIR_CHILD_MAP,       /* ZAP */
1110         DMU_OT_DSL_DS_SNAP_MAP,         /* ZAP */
1111         DMU_OT_DSL_PROPS,               /* ZAP */
1112         DMU_OT_DSL_DATASET,             /* UINT64 */
1113         /* zpl: */
1114         DMU_OT_ZNODE,                   /* ZNODE */
1115         DMU_OT_OLDACL,                  /* Old ACL */
1116         DMU_OT_PLAIN_FILE_CONTENTS,     /* UINT8 */
1117         DMU_OT_DIRECTORY_CONTENTS,      /* ZAP */
1118         DMU_OT_MASTER_NODE,             /* ZAP */
1119         DMU_OT_UNLINKED_SET,            /* ZAP */
1120         /* zvol: */
1121         DMU_OT_ZVOL,                    /* UINT8 */
1122         DMU_OT_ZVOL_PROP,               /* ZAP */
1123         /* other; for testing only! */
1124         DMU_OT_PLAIN_OTHER,             /* UINT8 */
1125         DMU_OT_UINT64_OTHER,            /* UINT64 */
1126         DMU_OT_ZAP_OTHER,               /* ZAP */
1127         /* new object types: */
1128         DMU_OT_ERROR_LOG,               /* ZAP */
1129         DMU_OT_SPA_HISTORY,             /* UINT8 */
1130         DMU_OT_SPA_HISTORY_OFFSETS,     /* spa_his_phys_t */
1131         DMU_OT_POOL_PROPS,              /* ZAP */
1132         DMU_OT_DSL_PERMS,               /* ZAP */
1133         DMU_OT_ACL,                     /* ACL */
1134         DMU_OT_SYSACL,                  /* SYSACL */
1135         DMU_OT_FUID,                    /* FUID table (Packed NVLIST UINT8) */
1136         DMU_OT_FUID_SIZE,               /* FUID table size UINT64 */
1137         DMU_OT_NEXT_CLONES,             /* ZAP */
1138         DMU_OT_SCAN_QUEUE,              /* ZAP */
1139         DMU_OT_USERGROUP_USED,          /* ZAP */
1140         DMU_OT_USERGROUP_QUOTA,         /* ZAP */
1141         DMU_OT_USERREFS,                /* ZAP */
1142         DMU_OT_DDT_ZAP,                 /* ZAP */
1143         DMU_OT_DDT_STATS,               /* ZAP */
1144         DMU_OT_SA,                      /* System attr */
1145         DMU_OT_SA_MASTER_NODE,          /* ZAP */
1146         DMU_OT_SA_ATTR_REGISTRATION,    /* ZAP */
1147         DMU_OT_SA_ATTR_LAYOUTS,         /* ZAP */
1148         DMU_OT_SCAN_XLATE,              /* ZAP */
1149         DMU_OT_DEDUP,                   /* fake dedup BP from ddt_bp_create() */
1150         DMU_OT_NUMTYPES,
1151
1152         /*
1153          * Names for valid types declared with DMU_OT().
1154          */
1155         DMU_OTN_UINT8_DATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_UINT8, B_FALSE),
1156         DMU_OTN_UINT8_METADATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_UINT8, B_TRUE),
1157         DMU_OTN_UINT16_DATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_UINT16, B_FALSE),
1158         DMU_OTN_UINT16_METADATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_UINT16, B_TRUE),
1159         DMU_OTN_UINT32_DATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_UINT32, B_FALSE),
1160         DMU_OTN_UINT32_METADATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_UINT32, B_TRUE),
1161         DMU_OTN_UINT64_DATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_UINT64, B_FALSE),
1162         DMU_OTN_UINT64_METADATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_UINT64, B_TRUE),
1163         DMU_OTN_ZAP_DATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_ZAP, B_FALSE),
1164         DMU_OTN_ZAP_METADATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_ZAP, B_TRUE)
1165 } dmu_object_type_t;
1166
1167 typedef enum dmu_objset_type {
1168         DMU_OST_NONE,
1169         DMU_OST_META,
1170         DMU_OST_ZFS,
1171         DMU_OST_ZVOL,
1172         DMU_OST_OTHER,                  /* For testing only! */
1173         DMU_OST_ANY,                    /* Be careful! */
1174         DMU_OST_NUMTYPES
1175 } dmu_objset_type_t;
1176
1177 #define ZAP_MAXVALUELEN (1024 * 8)
1178
1179 /*
1180  * header for all bonus and spill buffers.
1181  * The header has a fixed portion with a variable number
1182  * of "lengths" depending on the number of variable sized
1183  * attribues which are determined by the "layout number"
1184  */
1185
1186 #define SA_MAGIC        0x2F505A  /* ZFS SA */
1187 typedef struct sa_hdr_phys {
1188         uint32_t sa_magic;
1189         uint16_t sa_layout_info;  /* Encoded with hdrsize and layout number */
1190         uint16_t sa_lengths[1]; /* optional sizes for variable length attrs */
1191         /* ... Data follows the lengths.  */
1192 } sa_hdr_phys_t;
1193
1194 /*
1195  * sa_hdr_phys -> sa_layout_info
1196  *
1197  * 16      10       0
1198  * +--------+-------+
1199  * | hdrsz  |layout |
1200  * +--------+-------+
1201  *
1202  * Bits 0-10 are the layout number
1203  * Bits 11-16 are the size of the header.
1204  * The hdrsize is the number * 8
1205  *
1206  * For example.
1207  * hdrsz of 1 ==> 8 byte header
1208  *          2 ==> 16 byte header
1209  *
1210  */
1211
1212 #define SA_HDR_LAYOUT_NUM(hdr) BF32_GET(hdr->sa_layout_info, 0, 10)
1213 #define SA_HDR_SIZE(hdr) BF32_GET_SB(hdr->sa_layout_info, 10, 16, 3, 0)
1214 #define SA_HDR_LAYOUT_INFO_ENCODE(x, num, size) \
1215 { \
1216         BF32_SET_SB(x, 10, 6, 3, 0, size); \
1217         BF32_SET(x, 0, 10, num); \
1218 }
1219
1220 #define SA_MODE_OFFSET          0
1221 #define SA_SIZE_OFFSET          8
1222 #define SA_GEN_OFFSET           16
1223 #define SA_UID_OFFSET           24
1224 #define SA_GID_OFFSET           32
1225 #define SA_PARENT_OFFSET        40
1226 #define SA_SYMLINK_OFFSET       160
1227
1228 #define ZIO_OBJSET_MAC_LEN              32
1229
1230 /*
1231  * Intent log header - this on disk structure holds fields to manage
1232  * the log.  All fields are 64 bit to easily handle cross architectures.
1233  */
1234 typedef struct zil_header {
1235         uint64_t zh_claim_txg;  /* txg in which log blocks were claimed */
1236         uint64_t zh_replay_seq; /* highest replayed sequence number */
1237         blkptr_t zh_log;        /* log chain */
1238         uint64_t zh_claim_seq;  /* highest claimed sequence number */
1239         uint64_t zh_pad[5];
1240 } zil_header_t;
1241
1242 #define OBJSET_PHYS_SIZE_V2 2048
1243 #define OBJSET_PHYS_SIZE_V3 4096
1244
1245 typedef struct objset_phys {
1246         dnode_phys_t os_meta_dnode;
1247         zil_header_t os_zil_header;
1248         uint64_t os_type;
1249         uint64_t os_flags;
1250         uint8_t os_portable_mac[ZIO_OBJSET_MAC_LEN];
1251         uint8_t os_local_mac[ZIO_OBJSET_MAC_LEN];
1252         char os_pad0[OBJSET_PHYS_SIZE_V2 - sizeof (dnode_phys_t)*3 -
1253                 sizeof (zil_header_t) - sizeof (uint64_t)*2 -
1254                 2*ZIO_OBJSET_MAC_LEN];
1255         dnode_phys_t os_userused_dnode;
1256         dnode_phys_t os_groupused_dnode;
1257         dnode_phys_t os_projectused_dnode;
1258         char os_pad1[OBJSET_PHYS_SIZE_V3 - OBJSET_PHYS_SIZE_V2 -
1259             sizeof (dnode_phys_t)];
1260 } objset_phys_t;
1261
1262 typedef struct dsl_dir_phys {
1263         uint64_t dd_creation_time; /* not actually used */
1264         uint64_t dd_head_dataset_obj;
1265         uint64_t dd_parent_obj;
1266         uint64_t dd_clone_parent_obj;
1267         uint64_t dd_child_dir_zapobj;
1268         /*
1269          * how much space our children are accounting for; for leaf
1270          * datasets, == physical space used by fs + snaps
1271          */
1272         uint64_t dd_used_bytes;
1273         uint64_t dd_compressed_bytes;
1274         uint64_t dd_uncompressed_bytes;
1275         /* Administrative quota setting */
1276         uint64_t dd_quota;
1277         /* Administrative reservation setting */
1278         uint64_t dd_reserved;
1279         uint64_t dd_props_zapobj;
1280         uint64_t dd_pad[21]; /* pad out to 256 bytes for good measure */
1281 } dsl_dir_phys_t;
1282
1283 typedef struct dsl_dataset_phys {
1284         uint64_t ds_dir_obj;
1285         uint64_t ds_prev_snap_obj;
1286         uint64_t ds_prev_snap_txg;
1287         uint64_t ds_next_snap_obj;
1288         uint64_t ds_snapnames_zapobj;   /* zap obj of snaps; ==0 for snaps */
1289         uint64_t ds_num_children;       /* clone/snap children; ==0 for head */
1290         uint64_t ds_creation_time;      /* seconds since 1970 */
1291         uint64_t ds_creation_txg;
1292         uint64_t ds_deadlist_obj;
1293         uint64_t ds_used_bytes;
1294         uint64_t ds_compressed_bytes;
1295         uint64_t ds_uncompressed_bytes;
1296         uint64_t ds_unique_bytes;       /* only relevant to snapshots */
1297         /*
1298          * The ds_fsid_guid is a 56-bit ID that can change to avoid
1299          * collisions.  The ds_guid is a 64-bit ID that will never
1300          * change, so there is a small probability that it will collide.
1301          */
1302         uint64_t ds_fsid_guid;
1303         uint64_t ds_guid;
1304         uint64_t ds_flags;
1305         blkptr_t ds_bp;
1306         uint64_t ds_pad[8]; /* pad out to 320 bytes for good measure */
1307 } dsl_dataset_phys_t;
1308
1309 /*
1310  * The names of zap entries in the DIRECTORY_OBJECT of the MOS.
1311  */
1312 #define DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT       1
1313 #define DMU_POOL_CONFIG                 "config"
1314 #define DMU_POOL_FEATURES_FOR_READ      "features_for_read"
1315 #define DMU_POOL_ROOT_DATASET           "root_dataset"
1316 #define DMU_POOL_SYNC_BPLIST            "sync_bplist"
1317 #define DMU_POOL_ERRLOG_SCRUB           "errlog_scrub"
1318 #define DMU_POOL_ERRLOG_LAST            "errlog_last"
1319 #define DMU_POOL_SPARES                 "spares"
1320 #define DMU_POOL_DEFLATE                "deflate"
1321 #define DMU_POOL_HISTORY                "history"
1322 #define DMU_POOL_PROPS                  "pool_props"
1323 #define DMU_POOL_CHECKSUM_SALT          "org.illumos:checksum_salt"
1324 #define DMU_POOL_REMOVING               "com.delphix:removing"
1325 #define DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ         "com.delphix:obsolete_bpobj"
1326 #define DMU_POOL_CONDENSING_INDIRECT    "com.delphix:condensing_indirect"
1327
1328 #define ZAP_MAGIC 0x2F52AB2ABULL
1329
1330 #define FZAP_BLOCK_SHIFT(zap)   ((zap)->zap_block_shift)
1331
1332 #define ZAP_MAXCD               (uint32_t)(-1)
1333 #define ZAP_HASHBITS            28
1334 #define MZAP_ENT_LEN            64
1335 #define MZAP_NAME_LEN           (MZAP_ENT_LEN - 8 - 4 - 2)
1336 #define MZAP_MAX_BLKSZ          SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE
1337
1338 typedef struct mzap_ent_phys {
1339         uint64_t mze_value;
1340         uint32_t mze_cd;
1341         uint16_t mze_pad;       /* in case we want to chain them someday */
1342         char mze_name[MZAP_NAME_LEN];
1343 } mzap_ent_phys_t;
1344
1345 typedef struct mzap_phys {
1346         uint64_t mz_block_type; /* ZBT_MICRO */
1347         uint64_t mz_salt;
1348         uint64_t mz_normflags;
1349         uint64_t mz_pad[5];
1350         mzap_ent_phys_t mz_chunk[1];
1351         /* actually variable size depending on block size */
1352 } mzap_phys_t;
1353
1354 /*
1355  * The (fat) zap is stored in one object. It is an array of
1356  * 1<<FZAP_BLOCK_SHIFT byte blocks. The layout looks like one of:
1357  *
1358  * ptrtbl fits in first block:
1359  *      [zap_phys_t zap_ptrtbl_shift < 6] [zap_leaf_t] ...
1360  *
1361  * ptrtbl too big for first block:
1362  *      [zap_phys_t zap_ptrtbl_shift >= 6] [zap_leaf_t] [ptrtbl] ...
1363  *
1364  */
1365
1366 #define ZBT_LEAF                ((1ULL << 63) + 0)
1367 #define ZBT_HEADER              ((1ULL << 63) + 1)
1368 #define ZBT_MICRO               ((1ULL << 63) + 3)
1369 /* any other values are ptrtbl blocks */
1370
1371 /*
1372  * the embedded pointer table takes up half a block:
1373  * block size / entry size (2^3) / 2
1374  */
1375 #define ZAP_EMBEDDED_PTRTBL_SHIFT(zap) (FZAP_BLOCK_SHIFT(zap) - 3 - 1)
1376
1377 /*
1378  * The embedded pointer table starts half-way through the block.  Since
1379  * the pointer table itself is half the block, it starts at (64-bit)
1380  * word number (1<<ZAP_EMBEDDED_PTRTBL_SHIFT(zap)).
1381  */
1382 #define ZAP_EMBEDDED_PTRTBL_ENT(zap, idx) \
1383         ((uint64_t *)(zap)->zap_phys) \
1384         [(idx) + (1<<ZAP_EMBEDDED_PTRTBL_SHIFT(zap))]
1385
1386 /*
1387  * TAKE NOTE:
1388  * If zap_phys_t is modified, zap_byteswap() must be modified.
1389  */
1390 typedef struct zap_phys {
1391         uint64_t zap_block_type;        /* ZBT_HEADER */
1392         uint64_t zap_magic;             /* ZAP_MAGIC */
1393
1394         struct zap_table_phys {
1395                 uint64_t zt_blk;        /* starting block number */
1396                 uint64_t zt_numblks;    /* number of blocks */
1397                 uint64_t zt_shift;      /* bits to index it */
1398                 uint64_t zt_nextblk;    /* next (larger) copy start block */
1399                 uint64_t zt_blks_copied; /* number source blocks copied */
1400         } zap_ptrtbl;
1401
1402         uint64_t zap_freeblk;           /* the next free block */
1403         uint64_t zap_num_leafs;         /* number of leafs */
1404         uint64_t zap_num_entries;       /* number of entries */
1405         uint64_t zap_salt;              /* salt to stir into hash function */
1406         uint64_t zap_normflags;         /* flags for u8_textprep_str() */
1407         uint64_t zap_flags;             /* zap_flags_t */
1408         /*
1409          * This structure is followed by padding, and then the embedded
1410          * pointer table.  The embedded pointer table takes up second
1411          * half of the block.  It is accessed using the
1412          * ZAP_EMBEDDED_PTRTBL_ENT() macro.
1413          */
1414 } zap_phys_t;
1415
1416 typedef struct zap_table_phys zap_table_phys_t;
1417
1418 struct spa;
1419 typedef struct fat_zap {
1420         int zap_block_shift;                    /* block size shift */
1421         zap_phys_t *zap_phys;
1422         const struct spa *zap_spa;
1423         const dnode_phys_t *zap_dnode;
1424 } fat_zap_t;
1425
1426 #define ZAP_LEAF_MAGIC 0x2AB1EAF
1427
1428 /* chunk size = 24 bytes */
1429 #define ZAP_LEAF_CHUNKSIZE 24
1430
1431 /*
1432  * The amount of space available for chunks is:
1433  * block size (1<<l->l_bs) - hash entry size (2) * number of hash
1434  * entries - header space (2*chunksize)
1435  */
1436 #define ZAP_LEAF_NUMCHUNKS(l) \
1437         (((1<<(l)->l_bs) - 2*ZAP_LEAF_HASH_NUMENTRIES(l)) / \
1438         ZAP_LEAF_CHUNKSIZE - 2)
1439
1440 /*
1441  * The amount of space within the chunk available for the array is:
1442  * chunk size - space for type (1) - space for next pointer (2)
1443  */
1444 #define ZAP_LEAF_ARRAY_BYTES (ZAP_LEAF_CHUNKSIZE - 3)
1445
1446 #define ZAP_LEAF_ARRAY_NCHUNKS(bytes) \
1447         (((bytes)+ZAP_LEAF_ARRAY_BYTES-1)/ZAP_LEAF_ARRAY_BYTES)
1448
1449 /*
1450  * Low water mark:  when there are only this many chunks free, start
1451  * growing the ptrtbl.  Ideally, this should be larger than a
1452  * "reasonably-sized" entry.  20 chunks is more than enough for the
1453  * largest directory entry (MAXNAMELEN (256) byte name, 8-byte value),
1454  * while still being only around 3% for 16k blocks.
1455  */
1456 #define ZAP_LEAF_LOW_WATER (20)
1457
1458 /*
1459  * The leaf hash table has block size / 2^5 (32) number of entries,
1460  * which should be more than enough for the maximum number of entries,
1461  * which is less than block size / CHUNKSIZE (24) / minimum number of
1462  * chunks per entry (3).
1463  */
1464 #define ZAP_LEAF_HASH_SHIFT(l) ((l)->l_bs - 5)
1465 #define ZAP_LEAF_HASH_NUMENTRIES(l) (1 << ZAP_LEAF_HASH_SHIFT(l))
1466
1467 /*
1468  * The chunks start immediately after the hash table.  The end of the
1469  * hash table is at l_hash + HASH_NUMENTRIES, which we simply cast to a
1470  * chunk_t.
1471  */
1472 #define ZAP_LEAF_CHUNK(l, idx) \
1473         ((zap_leaf_chunk_t *) \
1474         ((l)->l_phys->l_hash + ZAP_LEAF_HASH_NUMENTRIES(l)))[idx]
1475 #define ZAP_LEAF_ENTRY(l, idx) (&ZAP_LEAF_CHUNK(l, idx).l_entry)
1476
1477 typedef enum zap_chunk_type {
1478         ZAP_CHUNK_FREE = 253,
1479         ZAP_CHUNK_ENTRY = 252,
1480         ZAP_CHUNK_ARRAY = 251,
1481         ZAP_CHUNK_TYPE_MAX = 250
1482 } zap_chunk_type_t;
1483
1484 /*
1485  * TAKE NOTE:
1486  * If zap_leaf_phys_t is modified, zap_leaf_byteswap() must be modified.
1487  */
1488 typedef struct zap_leaf_phys {
1489         struct zap_leaf_header {
1490                 uint64_t lh_block_type;         /* ZBT_LEAF */
1491                 uint64_t lh_pad1;
1492                 uint64_t lh_prefix;             /* hash prefix of this leaf */
1493                 uint32_t lh_magic;              /* ZAP_LEAF_MAGIC */
1494                 uint16_t lh_nfree;              /* number free chunks */
1495                 uint16_t lh_nentries;           /* number of entries */
1496                 uint16_t lh_prefix_len;         /* num bits used to id this */
1497
1498 /* above is accessable to zap, below is zap_leaf private */
1499
1500                 uint16_t lh_freelist;           /* chunk head of free list */
1501                 uint8_t lh_pad2[12];
1502         } l_hdr; /* 2 24-byte chunks */
1503
1504         /*
1505          * The header is followed by a hash table with
1506          * ZAP_LEAF_HASH_NUMENTRIES(zap) entries.  The hash table is
1507          * followed by an array of ZAP_LEAF_NUMCHUNKS(zap)
1508          * zap_leaf_chunk structures.  These structures are accessed
1509          * with the ZAP_LEAF_CHUNK() macro.
1510          */
1511
1512         uint16_t l_hash[1];
1513 } zap_leaf_phys_t;
1514
1515 typedef union zap_leaf_chunk {
1516         struct zap_leaf_entry {
1517                 uint8_t le_type;                /* always ZAP_CHUNK_ENTRY */
1518                 uint8_t le_value_intlen;        /* size of ints */
1519                 uint16_t le_next;               /* next entry in hash chain */
1520                 uint16_t le_name_chunk;         /* first chunk of the name */
1521                 uint16_t le_name_numints;       /* bytes in name, incl null */
1522                 uint16_t le_value_chunk;        /* first chunk of the value */
1523                 uint16_t le_value_numints;      /* value length in ints */
1524                 uint32_t le_cd;                 /* collision differentiator */
1525                 uint64_t le_hash;               /* hash value of the name */
1526         } l_entry;
1527         struct zap_leaf_array {
1528                 uint8_t la_type;                /* always ZAP_CHUNK_ARRAY */
1529                 uint8_t la_array[ZAP_LEAF_ARRAY_BYTES];
1530                 uint16_t la_next;               /* next blk or CHAIN_END */
1531         } l_array;
1532         struct zap_leaf_free {
1533                 uint8_t lf_type;                /* always ZAP_CHUNK_FREE */
1534                 uint8_t lf_pad[ZAP_LEAF_ARRAY_BYTES];
1535                 uint16_t lf_next;       /* next in free list, or CHAIN_END */
1536         } l_free;
1537 } zap_leaf_chunk_t;
1538
1539 typedef struct zap_leaf {
1540         int l_bs;                       /* block size shift */
1541         zap_leaf_phys_t *l_phys;
1542 } zap_leaf_t;
1543
1544 /*
1545  * Define special zfs pflags
1546  */
1547 #define ZFS_XATTR       0x1             /* is an extended attribute */
1548 #define ZFS_INHERIT_ACE 0x2             /* ace has inheritable ACEs */
1549 #define ZFS_ACL_TRIVIAL 0x4             /* files ACL is trivial */
1550
1551 #define MASTER_NODE_OBJ 1
1552
1553 /*
1554  * special attributes for master node.
1555  */
1556
1557 #define ZFS_FSID                "FSID"
1558 #define ZFS_UNLINKED_SET        "DELETE_QUEUE"
1559 #define ZFS_ROOT_OBJ            "ROOT"
1560 #define ZPL_VERSION_OBJ         "VERSION"
1561 #define ZFS_PROP_BLOCKPERPAGE   "BLOCKPERPAGE"
1562 #define ZFS_PROP_NOGROWBLOCKS   "NOGROWBLOCKS"
1563
1564 #define ZFS_FLAG_BLOCKPERPAGE   0x1
1565 #define ZFS_FLAG_NOGROWBLOCKS   0x2
1566
1567 /*
1568  * ZPL version - rev'd whenever an incompatible on-disk format change
1569  * occurs.  Independent of SPA/DMU/ZAP versioning.
1570  */
1571
1572 #define ZPL_VERSION             1ULL
1573
1574 /*
1575  * The directory entry has the type (currently unused on Solaris) in the
1576  * top 4 bits, and the object number in the low 48 bits.  The "middle"
1577  * 12 bits are unused.
1578  */
1579 #define ZFS_DIRENT_TYPE(de) BF64_GET(de, 60, 4)
1580 #define ZFS_DIRENT_OBJ(de) BF64_GET(de, 0, 48)
1581 #define ZFS_DIRENT_MAKE(type, obj) (((uint64_t)type << 60) | obj)
1582
1583 typedef struct ace {
1584         uid_t           a_who;          /* uid or gid */
1585         uint32_t        a_access_mask;  /* read,write,... */
1586         uint16_t        a_flags;        /* see below */
1587         uint16_t        a_type;         /* allow or deny */
1588 } ace_t;
1589
1590 #define ACE_SLOT_CNT    6
1591
1592 typedef struct zfs_znode_acl {
1593         uint64_t        z_acl_extern_obj;         /* ext acl pieces */
1594         uint32_t        z_acl_count;              /* Number of ACEs */
1595         uint16_t        z_acl_version;            /* acl version */
1596         uint16_t        z_acl_pad;                /* pad */
1597         ace_t           z_ace_data[ACE_SLOT_CNT]; /* 6 standard ACEs */
1598 } zfs_znode_acl_t;
1599
1600 /*
1601  * This is the persistent portion of the znode.  It is stored
1602  * in the "bonus buffer" of the file.  Short symbolic links
1603  * are also stored in the bonus buffer.
1604  */
1605 typedef struct znode_phys {
1606         uint64_t zp_atime[2];           /*  0 - last file access time */
1607         uint64_t zp_mtime[2];           /* 16 - last file modification time */
1608         uint64_t zp_ctime[2];           /* 32 - last file change time */
1609         uint64_t zp_crtime[2];          /* 48 - creation time */
1610         uint64_t zp_gen;                /* 64 - generation (txg of creation) */
1611         uint64_t zp_mode;               /* 72 - file mode bits */
1612         uint64_t zp_size;               /* 80 - size of file */
1613         uint64_t zp_parent;             /* 88 - directory parent (`..') */
1614         uint64_t zp_links;              /* 96 - number of links to file */
1615         uint64_t zp_xattr;              /* 104 - DMU object for xattrs */
1616         uint64_t zp_rdev;               /* 112 - dev_t for VBLK & VCHR files */
1617         uint64_t zp_flags;              /* 120 - persistent flags */
1618         uint64_t zp_uid;                /* 128 - file owner */
1619         uint64_t zp_gid;                /* 136 - owning group */
1620         uint64_t zp_pad[4];             /* 144 - future */
1621         zfs_znode_acl_t zp_acl;         /* 176 - 263 ACL */
1622         /*
1623          * Data may pad out any remaining bytes in the znode buffer, eg:
1624          *
1625          * |<---------------------- dnode_phys (512) ------------------------>|
1626          * |<-- dnode (192) --->|<----------- "bonus" buffer (320) ---------->|
1627          *                      |<---- znode (264) ---->|<---- data (56) ---->|
1628          *
1629          * At present, we only use this space to store symbolic links.
1630          */
1631 } znode_phys_t;
1632
1633 /*
1634  * In-core vdev representation.
1635  */
1636 struct vdev;
1637 struct spa;
1638 typedef int vdev_phys_read_t(struct vdev *vdev, void *priv,
1639     off_t offset, void *buf, size_t bytes);
1640 typedef int vdev_read_t(struct vdev *vdev, const blkptr_t *bp,
1641     void *buf, off_t offset, size_t bytes);
1642
1643 typedef STAILQ_HEAD(vdev_list, vdev) vdev_list_t;
1644
1645 typedef struct vdev_indirect_mapping_entry_phys {
1646         /*
1647          * Decode with DVA_MAPPING_* macros.
1648          * Contains:
1649          *   the source offset (low 63 bits)
1650          *   the one-bit "mark", used for garbage collection (by zdb)
1651          */
1652         uint64_t vimep_src;
1653
1654         /*
1655          * Note: the DVA's asize is 24 bits, and can thus store ranges
1656          * up to 8GB.
1657          */
1658         dva_t   vimep_dst;
1659 } vdev_indirect_mapping_entry_phys_t;
1660
1661 #define DVA_MAPPING_GET_SRC_OFFSET(vimep)       \
1662         BF64_GET_SB((vimep)->vimep_src, 0, 63, SPA_MINBLOCKSHIFT, 0)
1663 #define DVA_MAPPING_SET_SRC_OFFSET(vimep, x)    \
1664         BF64_SET_SB((vimep)->vimep_src, 0, 63, SPA_MINBLOCKSHIFT, 0, x)
1665
1666 typedef struct vdev_indirect_mapping_entry {
1667         vdev_indirect_mapping_entry_phys_t      vime_mapping;
1668         uint32_t                                vime_obsolete_count;
1669         list_node_t                             vime_node;
1670 } vdev_indirect_mapping_entry_t;
1671
1672 /*
1673  * This is stored in the bonus buffer of the mapping object, see comment of
1674  * vdev_indirect_config for more details.
1675  */
1676 typedef struct vdev_indirect_mapping_phys {
1677         uint64_t        vimp_max_offset;
1678         uint64_t        vimp_bytes_mapped;
1679         uint64_t        vimp_num_entries; /* number of v_i_m_entry_phys_t's */
1680
1681         /*
1682          * For each entry in the mapping object, this object contains an
1683          * entry representing the number of bytes of that mapping entry
1684          * that were no longer in use by the pool at the time this indirect
1685          * vdev was last condensed.
1686          */
1687         uint64_t        vimp_counts_object;
1688 } vdev_indirect_mapping_phys_t;
1689
1690 #define VDEV_INDIRECT_MAPPING_SIZE_V0   (3 * sizeof (uint64_t))
1691
1692 typedef struct vdev_indirect_mapping {
1693         uint64_t        vim_object;
1694         boolean_t       vim_havecounts;
1695
1696         /* vim_entries segment offset currently in memory. */
1697         uint64_t        vim_entry_offset;
1698         /* vim_entries segment size. */
1699         size_t          vim_num_entries;
1700
1701         /* Needed by dnode_read() */
1702         const void      *vim_spa;
1703         dnode_phys_t    *vim_dn;
1704
1705         /*
1706          * An ordered array of mapping entries, sorted by source offset.
1707          * Note that vim_entries is needed during a removal (and contains
1708          * mappings that have been synced to disk so far) to handle frees
1709          * from the removing device.
1710          */
1711         vdev_indirect_mapping_entry_phys_t *vim_entries;
1712         objset_phys_t   *vim_objset;
1713         vdev_indirect_mapping_phys_t    *vim_phys;
1714 } vdev_indirect_mapping_t;
1715
1716 /*
1717  * On-disk indirect vdev state.
1718  *
1719  * An indirect vdev is described exclusively in the MOS config of a pool.
1720  * The config for an indirect vdev includes several fields, which are
1721  * accessed in memory by a vdev_indirect_config_t.
1722  */
1723 typedef struct vdev_indirect_config {
1724         /*
1725          * Object (in MOS) which contains the indirect mapping. This object
1726          * contains an array of vdev_indirect_mapping_entry_phys_t ordered by
1727          * vimep_src. The bonus buffer for this object is a
1728          * vdev_indirect_mapping_phys_t. This object is allocated when a vdev
1729          * removal is initiated.
1730          *
1731          * Note that this object can be empty if none of the data on the vdev
1732          * has been copied yet.
1733          */
1734         uint64_t        vic_mapping_object;
1735
1736         /*
1737          * Object (in MOS) which contains the birth times for the mapping
1738          * entries. This object contains an array of
1739          * vdev_indirect_birth_entry_phys_t sorted by vibe_offset. The bonus
1740          * buffer for this object is a vdev_indirect_birth_phys_t. This object
1741          * is allocated when a vdev removal is initiated.
1742          *
1743          * Note that this object can be empty if none of the vdev has yet been
1744          * copied.
1745          */
1746         uint64_t        vic_births_object;
1747
1748 /*
1749  * This is the vdev ID which was removed previous to this vdev, or
1750  * UINT64_MAX if there are no previously removed vdevs.
1751  */
1752         uint64_t        vic_prev_indirect_vdev;
1753 } vdev_indirect_config_t;
1754
1755 typedef struct vdev {
1756         STAILQ_ENTRY(vdev) v_childlink; /* link in parent's child list */
1757         STAILQ_ENTRY(vdev) v_alllink;   /* link in global vdev list */
1758         vdev_list_t     v_children;     /* children of this vdev */
1759         const char      *v_name;        /* vdev name */
1760         uint64_t        v_guid;         /* vdev guid */
1761         uint64_t        v_id;           /* index in parent */
1762         uint64_t        v_psize;        /* physical device capacity */
1763         int             v_ashift;       /* offset to block shift */
1764         int             v_nparity;      /* # parity for raidz */
1765         struct vdev     *v_top;         /* parent vdev */
1766         size_t          v_nchildren;    /* # children */
1767         vdev_state_t    v_state;        /* current state */
1768         vdev_phys_read_t *v_phys_read;  /* read from raw leaf vdev */
1769         vdev_read_t     *v_read;        /* read from vdev */
1770         void            *v_read_priv;   /* private data for read function */
1771         boolean_t       v_islog;
1772         struct spa      *v_spa;         /* link to spa */
1773         /*
1774          * Values stored in the config for an indirect or removing vdev.
1775          */
1776         vdev_indirect_config_t vdev_indirect_config;
1777         vdev_indirect_mapping_t *v_mapping;
1778 } vdev_t;
1779
1780 /*
1781  * In-core pool representation.
1782  */
1783 typedef STAILQ_HEAD(spa_list, spa) spa_list_t;
1784
1785 typedef struct spa {
1786         STAILQ_ENTRY(spa) spa_link;     /* link in global pool list */
1787         char            *spa_name;      /* pool name */
1788         uint64_t        spa_guid;       /* pool guid */
1789         uint64_t        spa_txg;        /* most recent transaction */
1790         struct uberblock spa_uberblock; /* best uberblock so far */
1791         vdev_t          *spa_root_vdev; /* toplevel vdev container */
1792         objset_phys_t   spa_mos;        /* MOS for this pool */
1793         zio_cksum_salt_t spa_cksum_salt;        /* secret salt for cksum */
1794         void            *spa_cksum_tmpls[ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS];
1795         boolean_t       spa_with_log;   /* this pool has log */
1796 } spa_t;
1797
1798 /* IO related arguments. */
1799 typedef struct zio {
1800         spa_t           *io_spa;
1801         blkptr_t        *io_bp;
1802         void            *io_data;
1803         uint64_t        io_size;
1804         uint64_t        io_offset;
1805
1806         /* Stuff for the vdev stack */
1807         vdev_t          *io_vd;
1808         void            *io_vsd;
1809
1810         int             io_error;
1811 } zio_t;
1812
1813 static void decode_embedded_bp_compressed(const blkptr_t *, void *);