]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/boot/zfs/zfsimpl.h
loader: zfs should support bootonce an nextboot
[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) 2020 by Delphix. All rights reserved.
60  */
61
62 #include <sys/queue.h>
63 #include <sys/list.h>
64 #include <bootstrap.h>
65
66 #ifndef _ZFSIMPL_H_
67 #define _ZFSIMPL_H_
68
69 #define MAXNAMELEN      256
70
71 #define _NOTE(s)
72
73 /*
74  * AVL comparator helpers
75  */
76 #define AVL_ISIGN(a)    (((a) > 0) - ((a) < 0))
77 #define AVL_CMP(a, b)   (((a) > (b)) - ((a) < (b)))
78 #define AVL_PCMP(a, b)  \
79         (((uintptr_t)(a) > (uintptr_t)(b)) - ((uintptr_t)(a) < (uintptr_t)(b)))
80
81 typedef enum { B_FALSE, B_TRUE } boolean_t;
82
83 /* CRC64 table */
84 #define ZFS_CRC64_POLY  0xC96C5795D7870F42ULL   /* ECMA-182, reflected form */
85
86 /*
87  * Macros for various sorts of alignment and rounding when the alignment
88  * is known to be a power of 2.
89  */
90 #define P2ALIGN(x, align)               ((x) & -(align))
91 #define P2PHASE(x, align)               ((x) & ((align) - 1))
92 #define P2NPHASE(x, align)              (-(x) & ((align) - 1))
93 #define P2ROUNDUP(x, align)             (-(-(x) & -(align)))
94 #define P2END(x, align)                 (-(~(x) & -(align)))
95 #define P2PHASEUP(x, align, phase)      ((phase) - (((phase) - (x)) & -(align)))
96 #define P2BOUNDARY(off, len, align)     (((off) ^ ((off) + (len) - 1)) > (align) - 1)
97
98 /*
99  * General-purpose 32-bit and 64-bit bitfield encodings.
100  */
101 #define BF32_DECODE(x, low, len)        P2PHASE((x) >> (low), 1U << (len))
102 #define BF64_DECODE(x, low, len)        P2PHASE((x) >> (low), 1ULL << (len))
103 #define BF32_ENCODE(x, low, len)        (P2PHASE((x), 1U << (len)) << (low))
104 #define BF64_ENCODE(x, low, len)        (P2PHASE((x), 1ULL << (len)) << (low))
105
106 #define BF32_GET(x, low, len)           BF32_DECODE(x, low, len)
107 #define BF64_GET(x, low, len)           BF64_DECODE(x, low, len)
108
109 #define BF32_SET(x, low, len, val)      \
110         ((x) ^= BF32_ENCODE((x >> low) ^ (val), low, len))
111 #define BF64_SET(x, low, len, val)      \
112         ((x) ^= BF64_ENCODE((x >> low) ^ (val), low, len))
113
114 #define BF32_GET_SB(x, low, len, shift, bias)   \
115         ((BF32_GET(x, low, len) + (bias)) << (shift))
116 #define BF64_GET_SB(x, low, len, shift, bias)   \
117         ((BF64_GET(x, low, len) + (bias)) << (shift))
118
119 #define BF32_SET_SB(x, low, len, shift, bias, val)      \
120         BF32_SET(x, low, len, ((val) >> (shift)) - (bias))
121 #define BF64_SET_SB(x, low, len, shift, bias, val)      \
122         BF64_SET(x, low, len, ((val) >> (shift)) - (bias))
123
124 /*
125  * Macros to reverse byte order
126  */
127 #define BSWAP_8(x)      ((x) & 0xff)
128 #define BSWAP_16(x)     ((BSWAP_8(x) << 8) | BSWAP_8((x) >> 8))
129 #define BSWAP_32(x)     ((BSWAP_16(x) << 16) | BSWAP_16((x) >> 16))
130 #define BSWAP_64(x)     ((BSWAP_32(x) << 32) | BSWAP_32((x) >> 32))
131
132 #define SPA_MINBLOCKSHIFT       9
133 #define SPA_OLDMAXBLOCKSHIFT    17
134 #define SPA_MAXBLOCKSHIFT       24
135 #define SPA_MINBLOCKSIZE        (1ULL << SPA_MINBLOCKSHIFT)
136 #define SPA_OLDMAXBLOCKSIZE     (1ULL << SPA_OLDMAXBLOCKSHIFT)
137 #define SPA_MAXBLOCKSIZE        (1ULL << SPA_MAXBLOCKSHIFT)
138
139 /*
140  * The DVA size encodings for LSIZE and PSIZE support blocks up to 32MB.
141  * The ASIZE encoding should be at least 64 times larger (6 more bits)
142  * to support up to 4-way RAID-Z mirror mode with worst-case gang block
143  * overhead, three DVAs per bp, plus one more bit in case we do anything
144  * else that expands the ASIZE.
145  */
146 #define SPA_LSIZEBITS           16      /* LSIZE up to 32M (2^16 * 512) */
147 #define SPA_PSIZEBITS           16      /* PSIZE up to 32M (2^16 * 512) */
148 #define SPA_ASIZEBITS           24      /* ASIZE up to 64 times larger  */
149
150 /*
151  * All SPA data is represented by 128-bit data virtual addresses (DVAs).
152  * The members of the dva_t should be considered opaque outside the SPA.
153  */
154 typedef struct dva {
155         uint64_t        dva_word[2];
156 } dva_t;
157
158 /*
159  * Each block has a 256-bit checksum -- strong enough for cryptographic hashes.
160  */
161 typedef struct zio_cksum {
162         uint64_t        zc_word[4];
163 } zio_cksum_t;
164
165 /*
166  * Some checksums/hashes need a 256-bit initialization salt. This salt is kept
167  * secret and is suitable for use in MAC algorithms as the key.
168  */
169 typedef struct zio_cksum_salt {
170         uint8_t         zcs_bytes[32];
171 } zio_cksum_salt_t;
172
173 /*
174  * Each block is described by its DVAs, time of birth, checksum, etc.
175  * The word-by-word, bit-by-bit layout of the blkptr is as follows:
176  *
177  *      64      56      48      40      32      24      16      8       0
178  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
179  * 0    |               vdev1           | GRID  |         ASIZE         |
180  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
181  * 1    |G|                      offset1                                |
182  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
183  * 2    |               vdev2           | GRID  |         ASIZE         |
184  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
185  * 3    |G|                      offset2                                |
186  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
187  * 4    |               vdev3           | GRID  |         ASIZE         |
188  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
189  * 5    |G|                      offset3                                |
190  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
191  * 6    |BDX|lvl| type  | cksum |E| comp|    PSIZE      |     LSIZE     |
192  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
193  * 7    |                       padding                                 |
194  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
195  * 8    |                       padding                                 |
196  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
197  * 9    |                       physical birth txg                      |
198  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
199  * a    |                       logical birth txg                       |
200  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
201  * b    |                       fill count                              |
202  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
203  * c    |                       checksum[0]                             |
204  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
205  * d    |                       checksum[1]                             |
206  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
207  * e    |                       checksum[2]                             |
208  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
209  * f    |                       checksum[3]                             |
210  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
211  *
212  * Legend:
213  *
214  * vdev         virtual device ID
215  * offset       offset into virtual device
216  * LSIZE        logical size
217  * PSIZE        physical size (after compression)
218  * ASIZE        allocated size (including RAID-Z parity and gang block headers)
219  * GRID         RAID-Z layout information (reserved for future use)
220  * cksum        checksum function
221  * comp         compression function
222  * G            gang block indicator
223  * B            byteorder (endianness)
224  * D            dedup
225  * X            encryption (on version 30, which is not supported)
226  * E            blkptr_t contains embedded data (see below)
227  * lvl          level of indirection
228  * type         DMU object type
229  * phys birth   txg of block allocation; zero if same as logical birth txg
230  * log. birth   transaction group in which the block was logically born
231  * fill count   number of non-zero blocks under this bp
232  * checksum[4]  256-bit checksum of the data this bp describes
233  */
234
235 /*
236  * "Embedded" blkptr_t's don't actually point to a block, instead they
237  * have a data payload embedded in the blkptr_t itself.  See the comment
238  * in blkptr.c for more details.
239  *
240  * The blkptr_t is laid out as follows:
241  *
242  *      64      56      48      40      32      24      16      8       0
243  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
244  * 0    |      payload                                                  |
245  * 1    |      payload                                                  |
246  * 2    |      payload                                                  |
247  * 3    |      payload                                                  |
248  * 4    |      payload                                                  |
249  * 5    |      payload                                                  |
250  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
251  * 6    |BDX|lvl| type  | etype |E| comp| PSIZE|              LSIZE     |
252  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
253  * 7    |      payload                                                  |
254  * 8    |      payload                                                  |
255  * 9    |      payload                                                  |
256  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
257  * a    |                       logical birth txg                       |
258  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
259  * b    |      payload                                                  |
260  * c    |      payload                                                  |
261  * d    |      payload                                                  |
262  * e    |      payload                                                  |
263  * f    |      payload                                                  |
264  *      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
265  *
266  * Legend:
267  *
268  * payload              contains the embedded data
269  * B (byteorder)        byteorder (endianness)
270  * D (dedup)            padding (set to zero)
271  * X                    encryption (set to zero; see above)
272  * E (embedded)         set to one
273  * lvl                  indirection level
274  * type                 DMU object type
275  * etype                how to interpret embedded data (BP_EMBEDDED_TYPE_*)
276  * comp                 compression function of payload
277  * PSIZE                size of payload after compression, in bytes
278  * LSIZE                logical size of payload, in bytes
279  *                      note that 25 bits is enough to store the largest
280  *                      "normal" BP's LSIZE (2^16 * 2^9) in bytes
281  * log. birth           transaction group in which the block was logically born
282  *
283  * Note that LSIZE and PSIZE are stored in bytes, whereas for non-embedded
284  * bp's they are stored in units of SPA_MINBLOCKSHIFT.
285  * Generally, the generic BP_GET_*() macros can be used on embedded BP's.
286  * The B, D, X, lvl, type, and comp fields are stored the same as with normal
287  * BP's so the BP_SET_* macros can be used with them.  etype, PSIZE, LSIZE must
288  * be set with the BPE_SET_* macros.  BP_SET_EMBEDDED() should be called before
289  * other macros, as they assert that they are only used on BP's of the correct
290  * "embedded-ness".
291  */
292
293 #define BPE_GET_ETYPE(bp)       \
294         (ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp)), \
295         BF64_GET((bp)->blk_prop, 40, 8))
296 #define BPE_SET_ETYPE(bp, t)    do { \
297         ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp)); \
298         BF64_SET((bp)->blk_prop, 40, 8, t); \
299 _NOTE(CONSTCOND) } while (0)
300
301 #define BPE_GET_LSIZE(bp)       \
302         (ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp)), \
303         BF64_GET_SB((bp)->blk_prop, 0, 25, 0, 1))
304 #define BPE_SET_LSIZE(bp, x)    do { \
305         ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp)); \
306         BF64_SET_SB((bp)->blk_prop, 0, 25, 0, 1, x); \
307 _NOTE(CONSTCOND) } while (0)
308
309 #define BPE_GET_PSIZE(bp)       \
310         (ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp)), \
311         BF64_GET_SB((bp)->blk_prop, 25, 7, 0, 1))
312 #define BPE_SET_PSIZE(bp, x)    do { \
313         ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp)); \
314         BF64_SET_SB((bp)->blk_prop, 25, 7, 0, 1, x); \
315 _NOTE(CONSTCOND) } while (0)
316
317 typedef enum bp_embedded_type {
318         BP_EMBEDDED_TYPE_DATA,
319         BP_EMBEDDED_TYPE_RESERVED, /* Reserved for an unintegrated feature. */
320         NUM_BP_EMBEDDED_TYPES = BP_EMBEDDED_TYPE_RESERVED
321 } bp_embedded_type_t;
322
323 #define BPE_NUM_WORDS 14
324 #define BPE_PAYLOAD_SIZE (BPE_NUM_WORDS * sizeof (uint64_t))
325 #define BPE_IS_PAYLOADWORD(bp, wp) \
326         ((wp) != &(bp)->blk_prop && (wp) != &(bp)->blk_birth)
327
328 #define SPA_BLKPTRSHIFT 7               /* blkptr_t is 128 bytes        */
329 #define SPA_DVAS_PER_BP 3               /* Number of DVAs in a bp       */
330
331 typedef struct blkptr {
332         dva_t           blk_dva[SPA_DVAS_PER_BP]; /* Data Virtual Addresses */
333         uint64_t        blk_prop;       /* size, compression, type, etc     */
334         uint64_t        blk_pad[2];     /* Extra space for the future       */
335         uint64_t        blk_phys_birth; /* txg when block was allocated     */
336         uint64_t        blk_birth;      /* transaction group at birth       */
337         uint64_t        blk_fill;       /* fill count                       */
338         zio_cksum_t     blk_cksum;      /* 256-bit checksum                 */
339 } blkptr_t;
340
341 /*
342  * Macros to get and set fields in a bp or DVA.
343  */
344 #define DVA_GET_ASIZE(dva)      \
345         BF64_GET_SB((dva)->dva_word[0], 0, SPA_ASIZEBITS, SPA_MINBLOCKSHIFT, 0)
346 #define DVA_SET_ASIZE(dva, x)   \
347         BF64_SET_SB((dva)->dva_word[0], 0, SPA_ASIZEBITS, \
348         SPA_MINBLOCKSHIFT, 0, x)
349
350 #define DVA_GET_GRID(dva)       BF64_GET((dva)->dva_word[0], 24, 8)
351 #define DVA_SET_GRID(dva, x)    BF64_SET((dva)->dva_word[0], 24, 8, x)
352
353 #define DVA_GET_VDEV(dva)       BF64_GET((dva)->dva_word[0], 32, 32)
354 #define DVA_SET_VDEV(dva, x)    BF64_SET((dva)->dva_word[0], 32, 32, x)
355
356 #define DVA_GET_OFFSET(dva)     \
357         BF64_GET_SB((dva)->dva_word[1], 0, 63, SPA_MINBLOCKSHIFT, 0)
358 #define DVA_SET_OFFSET(dva, x)  \
359         BF64_SET_SB((dva)->dva_word[1], 0, 63, SPA_MINBLOCKSHIFT, 0, x)
360
361 #define DVA_GET_GANG(dva)       BF64_GET((dva)->dva_word[1], 63, 1)
362 #define DVA_SET_GANG(dva, x)    BF64_SET((dva)->dva_word[1], 63, 1, x)
363
364 #define BP_GET_LSIZE(bp)        \
365         (BP_IS_EMBEDDED(bp) ?   \
366         (BPE_GET_ETYPE(bp) == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA ? BPE_GET_LSIZE(bp) : 0): \
367         BF64_GET_SB((bp)->blk_prop, 0, SPA_LSIZEBITS, SPA_MINBLOCKSHIFT, 1))
368 #define BP_SET_LSIZE(bp, x)     do { \
369         ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp)); \
370         BF64_SET_SB((bp)->blk_prop, \
371             0, SPA_LSIZEBITS, SPA_MINBLOCKSHIFT, 1, x); \
372 _NOTE(CONSTCOND) } while (0)
373
374 #define BP_GET_PSIZE(bp)        \
375         BF64_GET_SB((bp)->blk_prop, 16, SPA_LSIZEBITS, SPA_MINBLOCKSHIFT, 1)
376 #define BP_SET_PSIZE(bp, x)     \
377         BF64_SET_SB((bp)->blk_prop, 16, SPA_LSIZEBITS, SPA_MINBLOCKSHIFT, 1, x)
378
379 #define BP_GET_COMPRESS(bp)     BF64_GET((bp)->blk_prop, 32, 7)
380 #define BP_SET_COMPRESS(bp, x)  BF64_SET((bp)->blk_prop, 32, 7, x)
381
382 #define BP_GET_CHECKSUM(bp)     BF64_GET((bp)->blk_prop, 40, 8)
383 #define BP_SET_CHECKSUM(bp, x)  BF64_SET((bp)->blk_prop, 40, 8, x)
384
385 #define BP_GET_TYPE(bp)         BF64_GET((bp)->blk_prop, 48, 8)
386 #define BP_SET_TYPE(bp, x)      BF64_SET((bp)->blk_prop, 48, 8, x)
387
388 #define BP_GET_LEVEL(bp)        BF64_GET((bp)->blk_prop, 56, 5)
389 #define BP_SET_LEVEL(bp, x)     BF64_SET((bp)->blk_prop, 56, 5, x)
390
391 #define BP_IS_EMBEDDED(bp)      BF64_GET((bp)->blk_prop, 39, 1)
392
393 #define BP_GET_DEDUP(bp)        BF64_GET((bp)->blk_prop, 62, 1)
394 #define BP_SET_DEDUP(bp, x)     BF64_SET((bp)->blk_prop, 62, 1, x)
395
396 #define BP_GET_BYTEORDER(bp)    BF64_GET((bp)->blk_prop, 63, 1)
397 #define BP_SET_BYTEORDER(bp, x) BF64_SET((bp)->blk_prop, 63, 1, x)
398
399 #define BP_PHYSICAL_BIRTH(bp)           \
400         ((bp)->blk_phys_birth ? (bp)->blk_phys_birth : (bp)->blk_birth)
401
402 #define BP_GET_ASIZE(bp)        \
403         (DVA_GET_ASIZE(&(bp)->blk_dva[0]) + DVA_GET_ASIZE(&(bp)->blk_dva[1]) + \
404                 DVA_GET_ASIZE(&(bp)->blk_dva[2]))
405
406 #define BP_GET_UCSIZE(bp) \
407         ((BP_GET_LEVEL(bp) > 0 || dmu_ot[BP_GET_TYPE(bp)].ot_metadata) ? \
408         BP_GET_PSIZE(bp) : BP_GET_LSIZE(bp));
409
410 #define BP_GET_NDVAS(bp)        \
411         (!!DVA_GET_ASIZE(&(bp)->blk_dva[0]) + \
412         !!DVA_GET_ASIZE(&(bp)->blk_dva[1]) + \
413         !!DVA_GET_ASIZE(&(bp)->blk_dva[2]))
414
415 #define DVA_EQUAL(dva1, dva2)   \
416         ((dva1)->dva_word[1] == (dva2)->dva_word[1] && \
417         (dva1)->dva_word[0] == (dva2)->dva_word[0])
418
419 #define ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc1, zc2) \
420         (0 == (((zc1).zc_word[0] - (zc2).zc_word[0]) | \
421         ((zc1).zc_word[1] - (zc2).zc_word[1]) | \
422         ((zc1).zc_word[2] - (zc2).zc_word[2]) | \
423         ((zc1).zc_word[3] - (zc2).zc_word[3])))
424
425
426 #define DVA_IS_VALID(dva)       (DVA_GET_ASIZE(dva) != 0)
427
428 #define ZIO_SET_CHECKSUM(zcp, w0, w1, w2, w3)   \
429 {                                               \
430         (zcp)->zc_word[0] = w0;                 \
431         (zcp)->zc_word[1] = w1;                 \
432         (zcp)->zc_word[2] = w2;                 \
433         (zcp)->zc_word[3] = w3;                 \
434 }
435
436 #define BP_IDENTITY(bp)         (&(bp)->blk_dva[0])
437 #define BP_IS_GANG(bp)          DVA_GET_GANG(BP_IDENTITY(bp))
438 #define DVA_IS_EMPTY(dva)       ((dva)->dva_word[0] == 0ULL &&  \
439         (dva)->dva_word[1] == 0ULL)
440 #define BP_IS_HOLE(bp)          DVA_IS_EMPTY(BP_IDENTITY(bp))
441 #define BP_IS_OLDER(bp, txg)    (!BP_IS_HOLE(bp) && (bp)->blk_birth < (txg))
442
443 #define BP_ZERO(bp)                             \
444 {                                               \
445         (bp)->blk_dva[0].dva_word[0] = 0;       \
446         (bp)->blk_dva[0].dva_word[1] = 0;       \
447         (bp)->blk_dva[1].dva_word[0] = 0;       \
448         (bp)->blk_dva[1].dva_word[1] = 0;       \
449         (bp)->blk_dva[2].dva_word[0] = 0;       \
450         (bp)->blk_dva[2].dva_word[1] = 0;       \
451         (bp)->blk_prop = 0;                     \
452         (bp)->blk_pad[0] = 0;                   \
453         (bp)->blk_pad[1] = 0;                   \
454         (bp)->blk_phys_birth = 0;               \
455         (bp)->blk_birth = 0;                    \
456         (bp)->blk_fill = 0;                     \
457         ZIO_SET_CHECKSUM(&(bp)->blk_cksum, 0, 0, 0, 0); \
458 }
459
460 #if BYTE_ORDER == _BIG_ENDIAN
461 #define ZFS_HOST_BYTEORDER      (0ULL)
462 #else
463 #define ZFS_HOST_BYTEORDER      (1ULL)
464 #endif
465
466 #define BP_SHOULD_BYTESWAP(bp)  (BP_GET_BYTEORDER(bp) != ZFS_HOST_BYTEORDER)
467 #define BPE_NUM_WORDS 14
468 #define BPE_PAYLOAD_SIZE (BPE_NUM_WORDS * sizeof (uint64_t))
469 #define BPE_IS_PAYLOADWORD(bp, wp) \
470         ((wp) != &(bp)->blk_prop && (wp) != &(bp)->blk_birth)
471
472 /*
473  * Embedded checksum
474  */
475 #define ZEC_MAGIC       0x210da7ab10c7a11ULL
476
477 typedef struct zio_eck {
478         uint64_t        zec_magic;      /* for validation, endianness   */
479         zio_cksum_t     zec_cksum;      /* 256-bit checksum             */
480 } zio_eck_t;
481
482 /*
483  * Gang block headers are self-checksumming and contain an array
484  * of block pointers.
485  */
486 #define SPA_GANGBLOCKSIZE       SPA_MINBLOCKSIZE
487 #define SPA_GBH_NBLKPTRS        ((SPA_GANGBLOCKSIZE - \
488         sizeof (zio_eck_t)) / sizeof (blkptr_t))
489 #define SPA_GBH_FILLER          ((SPA_GANGBLOCKSIZE - \
490         sizeof (zio_eck_t) - \
491         (SPA_GBH_NBLKPTRS * sizeof (blkptr_t))) /\
492         sizeof (uint64_t))
493
494 typedef struct zio_gbh {
495         blkptr_t                zg_blkptr[SPA_GBH_NBLKPTRS];
496         uint64_t                zg_filler[SPA_GBH_FILLER];
497         zio_eck_t               zg_tail;
498 } zio_gbh_phys_t;
499
500 #define VDEV_RAIDZ_MAXPARITY    3
501
502 #define VDEV_PAD_SIZE           (8 << 10)
503 /* 2 padding areas (vl_pad1 and vl_be) to skip */
504 #define VDEV_SKIP_SIZE          VDEV_PAD_SIZE * 2
505 #define VDEV_PHYS_SIZE          (112 << 10)
506 #define VDEV_UBERBLOCK_RING     (128 << 10)
507
508 /*
509  * MMP blocks occupy the last MMP_BLOCKS_PER_LABEL slots in the uberblock
510  * ring when MMP is enabled.
511  */
512 #define MMP_BLOCKS_PER_LABEL    1
513
514 /* The largest uberblock we support is 8k. */
515 #define MAX_UBERBLOCK_SHIFT     (13)
516 #define VDEV_UBERBLOCK_SHIFT(vd)        \
517         MIN(MAX((vd)->v_top->v_ashift, UBERBLOCK_SHIFT), MAX_UBERBLOCK_SHIFT)
518 #define VDEV_UBERBLOCK_COUNT(vd)        \
519         (VDEV_UBERBLOCK_RING >> VDEV_UBERBLOCK_SHIFT(vd))
520 #define VDEV_UBERBLOCK_OFFSET(vd, n)    \
521         offsetof(vdev_label_t, vl_uberblock[(n) << VDEV_UBERBLOCK_SHIFT(vd)])
522 #define VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd)         (1ULL << VDEV_UBERBLOCK_SHIFT(vd))
523
524 typedef struct vdev_phys {
525         char            vp_nvlist[VDEV_PHYS_SIZE - sizeof (zio_eck_t)];
526         zio_eck_t       vp_zbt;
527 } vdev_phys_t;
528
529 typedef enum vbe_vers {
530         /* The bootenv file is stored as ascii text in the envblock */
531         VB_RAW = 0,
532
533         /*
534          * The bootenv file is converted to an nvlist and then packed into the
535          * envblock.
536          */
537         VB_NVLIST = 1
538 } vbe_vers_t;
539
540 typedef struct vdev_boot_envblock {
541         uint64_t        vbe_version;
542         char            vbe_bootenv[VDEV_PAD_SIZE - sizeof (uint64_t) -
543                         sizeof (zio_eck_t)];
544         zio_eck_t       vbe_zbt;
545 } vdev_boot_envblock_t;
546
547 CTASSERT(sizeof (vdev_boot_envblock_t) == VDEV_PAD_SIZE);
548
549 typedef struct vdev_label {
550         char            vl_pad1[VDEV_PAD_SIZE];                 /*  8K  */
551         vdev_boot_envblock_t    vl_be;                          /*  8K  */
552         vdev_phys_t     vl_vdev_phys;                           /* 112K */
553         char            vl_uberblock[VDEV_UBERBLOCK_RING];      /* 128K */
554 } vdev_label_t;                                                 /* 256K total */
555
556 /*
557  * vdev_dirty() flags
558  */
559 #define VDD_METASLAB    0x01
560 #define VDD_DTL         0x02
561
562 /*
563  * Size and offset of embedded boot loader region on each label.
564  * The total size of the first two labels plus the boot area is 4MB.
565  */
566 #define VDEV_BOOT_OFFSET        (2 * sizeof (vdev_label_t))
567 #define VDEV_BOOT_SIZE          (7ULL << 19)                    /* 3.5M */
568
569 /*
570  * Size of label regions at the start and end of each leaf device.
571  */
572 #define VDEV_LABEL_START_SIZE   (2 * sizeof (vdev_label_t) + VDEV_BOOT_SIZE)
573 #define VDEV_LABEL_END_SIZE     (2 * sizeof (vdev_label_t))
574 #define VDEV_LABELS             4
575
576 enum zio_checksum {
577         ZIO_CHECKSUM_INHERIT = 0,
578         ZIO_CHECKSUM_ON,
579         ZIO_CHECKSUM_OFF,
580         ZIO_CHECKSUM_LABEL,
581         ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER,
582         ZIO_CHECKSUM_ZILOG,
583         ZIO_CHECKSUM_FLETCHER_2,
584         ZIO_CHECKSUM_FLETCHER_4,
585         ZIO_CHECKSUM_SHA256,
586         ZIO_CHECKSUM_ZILOG2,
587         ZIO_CHECKSUM_NOPARITY,
588         ZIO_CHECKSUM_SHA512,
589         ZIO_CHECKSUM_SKEIN,
590         ZIO_CHECKSUM_EDONR,
591         ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS
592 };
593
594 #define ZIO_CHECKSUM_ON_VALUE   ZIO_CHECKSUM_FLETCHER_4
595 #define ZIO_CHECKSUM_DEFAULT    ZIO_CHECKSUM_ON
596
597 enum zio_compress {
598         ZIO_COMPRESS_INHERIT = 0,
599         ZIO_COMPRESS_ON,
600         ZIO_COMPRESS_OFF,
601         ZIO_COMPRESS_LZJB,
602         ZIO_COMPRESS_EMPTY,
603         ZIO_COMPRESS_GZIP_1,
604         ZIO_COMPRESS_GZIP_2,
605         ZIO_COMPRESS_GZIP_3,
606         ZIO_COMPRESS_GZIP_4,
607         ZIO_COMPRESS_GZIP_5,
608         ZIO_COMPRESS_GZIP_6,
609         ZIO_COMPRESS_GZIP_7,
610         ZIO_COMPRESS_GZIP_8,
611         ZIO_COMPRESS_GZIP_9,
612         ZIO_COMPRESS_ZLE,
613         ZIO_COMPRESS_LZ4,
614         ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS
615 };
616
617 #define ZIO_COMPRESS_ON_VALUE   ZIO_COMPRESS_LZJB
618 #define ZIO_COMPRESS_DEFAULT    ZIO_COMPRESS_OFF
619
620 /* nvlist pack encoding */
621 #define NV_ENCODE_NATIVE        0
622 #define NV_ENCODE_XDR           1
623
624 typedef enum {
625         DATA_TYPE_UNKNOWN = 0,
626         DATA_TYPE_BOOLEAN,
627         DATA_TYPE_BYTE,
628         DATA_TYPE_INT16,
629         DATA_TYPE_UINT16,
630         DATA_TYPE_INT32,
631         DATA_TYPE_UINT32,
632         DATA_TYPE_INT64,
633         DATA_TYPE_UINT64,
634         DATA_TYPE_STRING,
635         DATA_TYPE_BYTE_ARRAY,
636         DATA_TYPE_INT16_ARRAY,
637         DATA_TYPE_UINT16_ARRAY,
638         DATA_TYPE_INT32_ARRAY,
639         DATA_TYPE_UINT32_ARRAY,
640         DATA_TYPE_INT64_ARRAY,
641         DATA_TYPE_UINT64_ARRAY,
642         DATA_TYPE_STRING_ARRAY,
643         DATA_TYPE_HRTIME,
644         DATA_TYPE_NVLIST,
645         DATA_TYPE_NVLIST_ARRAY,
646         DATA_TYPE_BOOLEAN_VALUE,
647         DATA_TYPE_INT8,
648         DATA_TYPE_UINT8,
649         DATA_TYPE_BOOLEAN_ARRAY,
650         DATA_TYPE_INT8_ARRAY,
651         DATA_TYPE_UINT8_ARRAY
652 } data_type_t;
653
654 /*
655  * On-disk version number.
656  */
657 #define SPA_VERSION_1                   1ULL
658 #define SPA_VERSION_2                   2ULL
659 #define SPA_VERSION_3                   3ULL
660 #define SPA_VERSION_4                   4ULL
661 #define SPA_VERSION_5                   5ULL
662 #define SPA_VERSION_6                   6ULL
663 #define SPA_VERSION_7                   7ULL
664 #define SPA_VERSION_8                   8ULL
665 #define SPA_VERSION_9                   9ULL
666 #define SPA_VERSION_10                  10ULL
667 #define SPA_VERSION_11                  11ULL
668 #define SPA_VERSION_12                  12ULL
669 #define SPA_VERSION_13                  13ULL
670 #define SPA_VERSION_14                  14ULL
671 #define SPA_VERSION_15                  15ULL
672 #define SPA_VERSION_16                  16ULL
673 #define SPA_VERSION_17                  17ULL
674 #define SPA_VERSION_18                  18ULL
675 #define SPA_VERSION_19                  19ULL
676 #define SPA_VERSION_20                  20ULL
677 #define SPA_VERSION_21                  21ULL
678 #define SPA_VERSION_22                  22ULL
679 #define SPA_VERSION_23                  23ULL
680 #define SPA_VERSION_24                  24ULL
681 #define SPA_VERSION_25                  25ULL
682 #define SPA_VERSION_26                  26ULL
683 #define SPA_VERSION_27                  27ULL
684 #define SPA_VERSION_28                  28ULL
685 #define SPA_VERSION_5000                5000ULL
686
687 /*
688  * When bumping up SPA_VERSION, make sure GRUB ZFS understands the on-disk
689  * format change. Go to usr/src/grub/grub-0.97/stage2/{zfs-include/, fsys_zfs*},
690  * and do the appropriate changes.  Also bump the version number in
691  * usr/src/grub/capability.
692  */
693 #define SPA_VERSION                     SPA_VERSION_5000
694 #define SPA_VERSION_STRING              "5000"
695
696 /*
697  * Symbolic names for the changes that caused a SPA_VERSION switch.
698  * Used in the code when checking for presence or absence of a feature.
699  * Feel free to define multiple symbolic names for each version if there
700  * were multiple changes to on-disk structures during that version.
701  *
702  * NOTE: When checking the current SPA_VERSION in your code, be sure
703  *       to use spa_version() since it reports the version of the
704  *       last synced uberblock.  Checking the in-flight version can
705  *       be dangerous in some cases.
706  */
707 #define SPA_VERSION_INITIAL             SPA_VERSION_1
708 #define SPA_VERSION_DITTO_BLOCKS        SPA_VERSION_2
709 #define SPA_VERSION_SPARES              SPA_VERSION_3
710 #define SPA_VERSION_RAID6               SPA_VERSION_3
711 #define SPA_VERSION_BPLIST_ACCOUNT      SPA_VERSION_3
712 #define SPA_VERSION_RAIDZ_DEFLATE       SPA_VERSION_3
713 #define SPA_VERSION_DNODE_BYTES         SPA_VERSION_3
714 #define SPA_VERSION_ZPOOL_HISTORY       SPA_VERSION_4
715 #define SPA_VERSION_GZIP_COMPRESSION    SPA_VERSION_5
716 #define SPA_VERSION_BOOTFS              SPA_VERSION_6
717 #define SPA_VERSION_SLOGS               SPA_VERSION_7
718 #define SPA_VERSION_DELEGATED_PERMS     SPA_VERSION_8
719 #define SPA_VERSION_FUID                SPA_VERSION_9
720 #define SPA_VERSION_REFRESERVATION      SPA_VERSION_9
721 #define SPA_VERSION_REFQUOTA            SPA_VERSION_9
722 #define SPA_VERSION_UNIQUE_ACCURATE     SPA_VERSION_9
723 #define SPA_VERSION_L2CACHE             SPA_VERSION_10
724 #define SPA_VERSION_NEXT_CLONES         SPA_VERSION_11
725 #define SPA_VERSION_ORIGIN              SPA_VERSION_11
726 #define SPA_VERSION_DSL_SCRUB           SPA_VERSION_11
727 #define SPA_VERSION_SNAP_PROPS          SPA_VERSION_12
728 #define SPA_VERSION_USED_BREAKDOWN      SPA_VERSION_13
729 #define SPA_VERSION_PASSTHROUGH_X       SPA_VERSION_14
730 #define SPA_VERSION_USERSPACE           SPA_VERSION_15
731 #define SPA_VERSION_STMF_PROP           SPA_VERSION_16
732 #define SPA_VERSION_RAIDZ3              SPA_VERSION_17
733 #define SPA_VERSION_USERREFS            SPA_VERSION_18
734 #define SPA_VERSION_HOLES               SPA_VERSION_19
735 #define SPA_VERSION_ZLE_COMPRESSION     SPA_VERSION_20
736 #define SPA_VERSION_DEDUP               SPA_VERSION_21
737 #define SPA_VERSION_RECVD_PROPS         SPA_VERSION_22
738 #define SPA_VERSION_SLIM_ZIL            SPA_VERSION_23
739 #define SPA_VERSION_SA                  SPA_VERSION_24
740 #define SPA_VERSION_SCAN                SPA_VERSION_25
741 #define SPA_VERSION_DIR_CLONES          SPA_VERSION_26
742 #define SPA_VERSION_DEADLISTS           SPA_VERSION_26
743 #define SPA_VERSION_FAST_SNAP           SPA_VERSION_27
744 #define SPA_VERSION_MULTI_REPLACE       SPA_VERSION_28
745 #define SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES     SPA_VERSION_28
746 #define SPA_VERSION_FEATURES            SPA_VERSION_5000
747
748 #define SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(v) \
749         (((v) >= SPA_VERSION_INITIAL && (v) <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) || \
750         ((v) >= SPA_VERSION_FEATURES && (v) <= SPA_VERSION))
751
752 /*
753  * The following are configuration names used in the nvlist describing a pool's
754  * configuration.
755  */
756 #define ZPOOL_CONFIG_VERSION            "version"
757 #define ZPOOL_CONFIG_POOL_NAME          "name"
758 #define ZPOOL_CONFIG_POOL_STATE         "state"
759 #define ZPOOL_CONFIG_POOL_TXG           "txg"
760 #define ZPOOL_CONFIG_POOL_GUID          "pool_guid"
761 #define ZPOOL_CONFIG_CREATE_TXG         "create_txg"
762 #define ZPOOL_CONFIG_TOP_GUID           "top_guid"
763 #define ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE          "vdev_tree"
764 #define ZPOOL_CONFIG_TYPE               "type"
765 #define ZPOOL_CONFIG_CHILDREN           "children"
766 #define ZPOOL_CONFIG_ID                 "id"
767 #define ZPOOL_CONFIG_GUID               "guid"
768 #define ZPOOL_CONFIG_INDIRECT_OBJECT    "com.delphix:indirect_object"
769 #define ZPOOL_CONFIG_INDIRECT_BIRTHS    "com.delphix:indirect_births"
770 #define ZPOOL_CONFIG_PREV_INDIRECT_VDEV "com.delphix:prev_indirect_vdev"
771 #define ZPOOL_CONFIG_PATH               "path"
772 #define ZPOOL_CONFIG_DEVID              "devid"
773 #define ZPOOL_CONFIG_METASLAB_ARRAY     "metaslab_array"
774 #define ZPOOL_CONFIG_METASLAB_SHIFT     "metaslab_shift"
775 #define ZPOOL_CONFIG_ASHIFT             "ashift"
776 #define ZPOOL_CONFIG_ASIZE              "asize"
777 #define ZPOOL_CONFIG_DTL                "DTL"
778 #define ZPOOL_CONFIG_STATS              "stats"
779 #define ZPOOL_CONFIG_WHOLE_DISK         "whole_disk"
780 #define ZPOOL_CONFIG_ERRCOUNT           "error_count"
781 #define ZPOOL_CONFIG_NOT_PRESENT        "not_present"
782 #define ZPOOL_CONFIG_SPARES             "spares"
783 #define ZPOOL_CONFIG_IS_SPARE           "is_spare"
784 #define ZPOOL_CONFIG_NPARITY            "nparity"
785 #define ZPOOL_CONFIG_HOSTID             "hostid"
786 #define ZPOOL_CONFIG_HOSTNAME           "hostname"
787 #define ZPOOL_CONFIG_IS_LOG             "is_log"
788 #define ZPOOL_CONFIG_TIMESTAMP          "timestamp" /* not stored on disk */
789 #define ZPOOL_CONFIG_FEATURES_FOR_READ  "features_for_read"
790 #define ZPOOL_CONFIG_VDEV_CHILDREN      "vdev_children"
791
792 /*
793  * The persistent vdev state is stored as separate values rather than a single
794  * 'vdev_state' entry.  This is because a device can be in multiple states, such
795  * as offline and degraded.
796  */
797 #define ZPOOL_CONFIG_OFFLINE            "offline"
798 #define ZPOOL_CONFIG_FAULTED            "faulted"
799 #define ZPOOL_CONFIG_DEGRADED           "degraded"
800 #define ZPOOL_CONFIG_REMOVED            "removed"
801 #define ZPOOL_CONFIG_FRU                "fru"
802 #define ZPOOL_CONFIG_AUX_STATE          "aux_state"
803
804 #define VDEV_TYPE_ROOT                  "root"
805 #define VDEV_TYPE_MIRROR                "mirror"
806 #define VDEV_TYPE_REPLACING             "replacing"
807 #define VDEV_TYPE_RAIDZ                 "raidz"
808 #define VDEV_TYPE_DISK                  "disk"
809 #define VDEV_TYPE_FILE                  "file"
810 #define VDEV_TYPE_MISSING               "missing"
811 #define VDEV_TYPE_HOLE                  "hole"
812 #define VDEV_TYPE_SPARE                 "spare"
813 #define VDEV_TYPE_LOG                   "log"
814 #define VDEV_TYPE_L2CACHE               "l2cache"
815 #define VDEV_TYPE_INDIRECT              "indirect"
816
817 /*
818  * This is needed in userland to report the minimum necessary device size.
819  */
820 #define SPA_MINDEVSIZE          (64ULL << 20)
821
822 /*
823  * The location of the pool configuration repository, shared between kernel and
824  * userland.
825  */
826 #define ZPOOL_CACHE             "/boot/zfs/zpool.cache"
827
828 /*
829  * vdev states are ordered from least to most healthy.
830  * A vdev that's CANT_OPEN or below is considered unusable.
831  */
832 typedef enum vdev_state {
833         VDEV_STATE_UNKNOWN = 0, /* Uninitialized vdev                   */
834         VDEV_STATE_CLOSED,      /* Not currently open                   */
835         VDEV_STATE_OFFLINE,     /* Not allowed to open                  */
836         VDEV_STATE_REMOVED,     /* Explicitly removed from system       */
837         VDEV_STATE_CANT_OPEN,   /* Tried to open, but failed            */
838         VDEV_STATE_FAULTED,     /* External request to fault device     */
839         VDEV_STATE_DEGRADED,    /* Replicated vdev with unhealthy kids  */
840         VDEV_STATE_HEALTHY      /* Presumed good                        */
841 } vdev_state_t;
842
843 /*
844  * vdev aux states.  When a vdev is in the CANT_OPEN state, the aux field
845  * of the vdev stats structure uses these constants to distinguish why.
846  */
847 typedef enum vdev_aux {
848         VDEV_AUX_NONE,          /* no error                             */
849         VDEV_AUX_OPEN_FAILED,   /* ldi_open_*() or vn_open() failed     */
850         VDEV_AUX_CORRUPT_DATA,  /* bad label or disk contents           */
851         VDEV_AUX_NO_REPLICAS,   /* insufficient number of replicas      */
852         VDEV_AUX_BAD_GUID_SUM,  /* vdev guid sum doesn't match          */
853         VDEV_AUX_TOO_SMALL,     /* vdev size is too small               */
854         VDEV_AUX_BAD_LABEL,     /* the label is OK but invalid          */
855         VDEV_AUX_VERSION_NEWER, /* on-disk version is too new           */
856         VDEV_AUX_VERSION_OLDER, /* on-disk version is too old           */
857         VDEV_AUX_SPARED         /* hot spare used in another pool       */
858 } vdev_aux_t;
859
860 /*
861  * pool state.  The following states are written to disk as part of the normal
862  * SPA lifecycle: ACTIVE, EXPORTED, DESTROYED, SPARE.  The remaining states are
863  * software abstractions used at various levels to communicate pool state.
864  */
865 typedef enum pool_state {
866         POOL_STATE_ACTIVE = 0,          /* In active use                */
867         POOL_STATE_EXPORTED,            /* Explicitly exported          */
868         POOL_STATE_DESTROYED,           /* Explicitly destroyed         */
869         POOL_STATE_SPARE,               /* Reserved for hot spare use   */
870         POOL_STATE_UNINITIALIZED,       /* Internal spa_t state         */
871         POOL_STATE_UNAVAIL,             /* Internal libzfs state        */
872         POOL_STATE_POTENTIALLY_ACTIVE   /* Internal libzfs state        */
873 } pool_state_t;
874
875 /*
876  * The uberblock version is incremented whenever an incompatible on-disk
877  * format change is made to the SPA, DMU, or ZAP.
878  *
879  * Note: the first two fields should never be moved.  When a storage pool
880  * is opened, the uberblock must be read off the disk before the version
881  * can be checked.  If the ub_version field is moved, we may not detect
882  * version mismatch.  If the ub_magic field is moved, applications that
883  * expect the magic number in the first word won't work.
884  */
885 #define UBERBLOCK_MAGIC         0x00bab10c              /* oo-ba-bloc!  */
886 #define UBERBLOCK_SHIFT         10                      /* up to 1K     */
887
888 #define MMP_MAGIC               0xa11cea11              /* all-see-all  */
889
890 #define MMP_INTERVAL_VALID_BIT  0x01
891 #define MMP_SEQ_VALID_BIT       0x02
892 #define MMP_FAIL_INT_VALID_BIT  0x04
893
894 #define MMP_VALID(ubp)          (ubp->ub_magic == UBERBLOCK_MAGIC && \
895                                     ubp->ub_mmp_magic == MMP_MAGIC)
896 #define MMP_INTERVAL_VALID(ubp) (MMP_VALID(ubp) && (ubp->ub_mmp_config & \
897                                     MMP_INTERVAL_VALID_BIT))
898 #define MMP_SEQ_VALID(ubp)      (MMP_VALID(ubp) && (ubp->ub_mmp_config & \
899                                     MMP_SEQ_VALID_BIT))
900 #define MMP_FAIL_INT_VALID(ubp) (MMP_VALID(ubp) && (ubp->ub_mmp_config & \
901                                     MMP_FAIL_INT_VALID_BIT))
902
903 #define MMP_INTERVAL(ubp)       ((ubp->ub_mmp_config & 0x00000000FFFFFF00) \
904                                     >> 8)
905 #define MMP_SEQ(ubp)            ((ubp->ub_mmp_config & 0x0000FFFF00000000) \
906                                     >> 32)
907 #define MMP_FAIL_INT(ubp)       ((ubp->ub_mmp_config & 0xFFFF000000000000) \
908                                     >> 48)
909
910 typedef struct uberblock {
911         uint64_t        ub_magic;       /* UBERBLOCK_MAGIC              */
912         uint64_t        ub_version;     /* SPA_VERSION                  */
913         uint64_t        ub_txg;         /* txg of last sync             */
914         uint64_t        ub_guid_sum;    /* sum of all vdev guids        */
915         uint64_t        ub_timestamp;   /* UTC time of last sync        */
916         blkptr_t        ub_rootbp;      /* MOS objset_phys_t            */
917         /* highest SPA_VERSION supported by software that wrote this txg */
918         uint64_t        ub_software_version;
919         /* Maybe missing in uberblocks we read, but always written */
920         uint64_t        ub_mmp_magic;
921         /*
922          * If ub_mmp_delay == 0 and ub_mmp_magic is valid, MMP is off.
923          * Otherwise, nanosec since last MMP write.
924          */
925         uint64_t        ub_mmp_delay;
926
927         /*
928          * The ub_mmp_config contains the multihost write interval, multihost
929          * fail intervals, sequence number for sub-second granularity, and
930          * valid bit mask.  This layout is as follows:
931          *
932          *   64      56      48      40      32      24      16      8       0
933          *   +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
934          * 0 | Fail Intervals|      Seq      |   Write Interval (ms) | VALID |
935          *   +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
936          *
937          * This allows a write_interval of (2^24/1000)s, over 4.5 hours
938          *
939          * VALID Bits:
940          * - 0x01 - Write Interval (ms)
941          * - 0x02 - Sequence number exists
942          * - 0x04 - Fail Intervals
943          * - 0xf8 - Reserved
944          */
945         uint64_t        ub_mmp_config;
946
947         /*
948          * ub_checkpoint_txg indicates two things about the current uberblock:
949          *
950          * 1] If it is not zero then this uberblock is a checkpoint. If it is
951          *    zero, then this uberblock is not a checkpoint.
952          *
953          * 2] On checkpointed uberblocks, the value of ub_checkpoint_txg is
954          *    the ub_txg that the uberblock had at the time we moved it to
955          *    the MOS config.
956          *
957          * The field is set when we checkpoint the uberblock and continues to
958          * hold that value even after we've rewound (unlike the ub_txg that
959          * is reset to a higher value).
960          *
961          * Besides checks used to determine whether we are reopening the
962          * pool from a checkpointed uberblock [see spa_ld_select_uberblock()],
963          * the value of the field is used to determine which ZIL blocks have
964          * been allocated according to the ms_sm when we are rewinding to a
965          * checkpoint. Specifically, if blk_birth > ub_checkpoint_txg, then
966          * the ZIL block is not allocated [see uses of spa_min_claim_txg()].
967          */
968         uint64_t        ub_checkpoint_txg;
969 } uberblock_t;
970
971 /*
972  * Flags.
973  */
974 #define DNODE_MUST_BE_ALLOCATED 1
975 #define DNODE_MUST_BE_FREE      2
976
977 /*
978  * Fixed constants.
979  */
980 #define DNODE_SHIFT             9       /* 512 bytes */
981 #define DN_MIN_INDBLKSHIFT      12      /* 4k */
982 #define DN_MAX_INDBLKSHIFT      17      /* 128k */
983 #define DNODE_BLOCK_SHIFT       14      /* 16k */
984 #define DNODE_CORE_SIZE         64      /* 64 bytes for dnode sans blkptrs */
985 #define DN_MAX_OBJECT_SHIFT     48      /* 256 trillion (zfs_fid_t limit) */
986 #define DN_MAX_OFFSET_SHIFT     64      /* 2^64 bytes in a dnode */
987
988 /*
989  * Derived constants.
990  */
991 #define DNODE_MIN_SIZE          (1 << DNODE_SHIFT)
992 #define DNODE_MAX_SIZE          (1 << DNODE_BLOCK_SHIFT)
993 #define DNODE_BLOCK_SIZE        (1 << DNODE_BLOCK_SHIFT)
994 #define DNODE_MIN_SLOTS         (DNODE_MIN_SIZE >> DNODE_SHIFT)
995 #define DNODE_MAX_SLOTS         (DNODE_MAX_SIZE >> DNODE_SHIFT)
996 #define DN_BONUS_SIZE(dnsize)   ((dnsize) - DNODE_CORE_SIZE - \
997         (1 << SPA_BLKPTRSHIFT))
998 #define DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(slots)     DN_BONUS_SIZE((slots) << DNODE_SHIFT)
999 #define DN_OLD_MAX_BONUSLEN             (DN_BONUS_SIZE(DNODE_MIN_SIZE))
1000 #define DN_MAX_NBLKPTR          ((DNODE_MIN_SIZE - DNODE_CORE_SIZE) >> \
1001         SPA_BLKPTRSHIFT)
1002 #define DN_MAX_OBJECT           (1ULL << DN_MAX_OBJECT_SHIFT)
1003 #define DN_ZERO_BONUSLEN        (DN_BONUS_SIZE(DNODE_MAX_SIZE) + 1)
1004
1005 #define DNODES_PER_BLOCK_SHIFT  (DNODE_BLOCK_SHIFT - DNODE_SHIFT)
1006 #define DNODES_PER_BLOCK        (1ULL << DNODES_PER_BLOCK_SHIFT)
1007 #define DNODES_PER_LEVEL_SHIFT  (DN_MAX_INDBLKSHIFT - SPA_BLKPTRSHIFT)
1008
1009 /* The +2 here is a cheesy way to round up */
1010 #define DN_MAX_LEVELS   (2 + ((DN_MAX_OFFSET_SHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT) / \
1011         (DN_MIN_INDBLKSHIFT - SPA_BLKPTRSHIFT)))
1012
1013 #define DN_BONUS(dnp)   ((void*)((dnp)->dn_bonus + \
1014         (((dnp)->dn_nblkptr - 1) * sizeof (blkptr_t))))
1015
1016 #define DN_USED_BYTES(dnp) (((dnp)->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) ? \
1017         (dnp)->dn_used : (dnp)->dn_used << SPA_MINBLOCKSHIFT)
1018
1019 #define EPB(blkshift, typeshift)        (1 << (blkshift - typeshift))
1020
1021 /* Is dn_used in bytes?  if not, it's in multiples of SPA_MINBLOCKSIZE */
1022 #define DNODE_FLAG_USED_BYTES           (1<<0)
1023 #define DNODE_FLAG_USERUSED_ACCOUNTED   (1<<1)
1024
1025 /* Does dnode have a SA spill blkptr in bonus? */
1026 #define DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR (1<<2)
1027
1028 typedef struct dnode_phys {
1029         uint8_t dn_type;                /* dmu_object_type_t */
1030         uint8_t dn_indblkshift;         /* ln2(indirect block size) */
1031         uint8_t dn_nlevels;             /* 1=dn_blkptr->data blocks */
1032         uint8_t dn_nblkptr;             /* length of dn_blkptr */
1033         uint8_t dn_bonustype;           /* type of data in bonus buffer */
1034         uint8_t dn_checksum;            /* ZIO_CHECKSUM type */
1035         uint8_t dn_compress;            /* ZIO_COMPRESS type */
1036         uint8_t dn_flags;               /* DNODE_FLAG_* */
1037         uint16_t dn_datablkszsec;       /* data block size in 512b sectors */
1038         uint16_t dn_bonuslen;           /* length of dn_bonus */
1039         uint8_t dn_extra_slots;         /* # of subsequent slots consumed */
1040         uint8_t dn_pad2[3];
1041
1042         /* accounting is protected by dn_dirty_mtx */
1043         uint64_t dn_maxblkid;           /* largest allocated block ID */
1044         uint64_t dn_used;               /* bytes (or sectors) of disk space */
1045
1046         uint64_t dn_pad3[4];
1047
1048         /*
1049          * The tail region is 448 bytes for a 512 byte dnode, and
1050          * correspondingly larger for larger dnode sizes. The spill
1051          * block pointer, when present, is always at the end of the tail
1052          * region. There are three ways this space may be used, using
1053          * a 512 byte dnode for this diagram:
1054          *
1055          * 0       64      128     192     256     320     384     448 (offset)
1056          * +---------------+---------------+---------------+-------+
1057          * | dn_blkptr[0]  | dn_blkptr[1]  | dn_blkptr[2]  | /     |
1058          * +---------------+---------------+---------------+-------+
1059          * | dn_blkptr[0]  | dn_bonus[0..319]                      |
1060          * +---------------+-----------------------+---------------+
1061          * | dn_blkptr[0]  | dn_bonus[0..191]      | dn_spill      |
1062          * +---------------+-----------------------+---------------+
1063          */
1064         union {
1065                 blkptr_t dn_blkptr[1+DN_OLD_MAX_BONUSLEN/sizeof (blkptr_t)];
1066                 struct {
1067                         blkptr_t __dn_ignore1;
1068                         uint8_t dn_bonus[DN_OLD_MAX_BONUSLEN];
1069                 };
1070                 struct {
1071                         blkptr_t __dn_ignore2;
1072                         uint8_t __dn_ignore3[DN_OLD_MAX_BONUSLEN -
1073                             sizeof (blkptr_t)];
1074                         blkptr_t dn_spill;
1075                 };
1076         };
1077 } dnode_phys_t;
1078
1079 #define DN_SPILL_BLKPTR(dnp)    (blkptr_t *)((char *)(dnp) + \
1080         (((dnp)->dn_extra_slots + 1) << DNODE_SHIFT) - (1 << SPA_BLKPTRSHIFT))
1081
1082 typedef enum dmu_object_byteswap {
1083         DMU_BSWAP_UINT8,
1084         DMU_BSWAP_UINT16,
1085         DMU_BSWAP_UINT32,
1086         DMU_BSWAP_UINT64,
1087         DMU_BSWAP_ZAP,
1088         DMU_BSWAP_DNODE,
1089         DMU_BSWAP_OBJSET,
1090         DMU_BSWAP_ZNODE,
1091         DMU_BSWAP_OLDACL,
1092         DMU_BSWAP_ACL,
1093         /*
1094          * Allocating a new byteswap type number makes the on-disk format
1095          * incompatible with any other format that uses the same number.
1096          *
1097          * Data can usually be structured to work with one of the
1098          * DMU_BSWAP_UINT* or DMU_BSWAP_ZAP types.
1099          */
1100         DMU_BSWAP_NUMFUNCS
1101 } dmu_object_byteswap_t;
1102
1103 #define DMU_OT_NEWTYPE 0x80
1104 #define DMU_OT_METADATA 0x40
1105 #define DMU_OT_BYTESWAP_MASK 0x3f
1106
1107 /*
1108  * Defines a uint8_t object type. Object types specify if the data
1109  * in the object is metadata (boolean) and how to byteswap the data
1110  * (dmu_object_byteswap_t).
1111  */
1112 #define DMU_OT(byteswap, metadata) \
1113         (DMU_OT_NEWTYPE | \
1114         ((metadata) ? DMU_OT_METADATA : 0) | \
1115         ((byteswap) & DMU_OT_BYTESWAP_MASK))
1116
1117 typedef enum dmu_object_type {
1118         DMU_OT_NONE,
1119         /* general: */
1120         DMU_OT_OBJECT_DIRECTORY,        /* ZAP */
1121         DMU_OT_OBJECT_ARRAY,            /* UINT64 */
1122         DMU_OT_PACKED_NVLIST,           /* UINT8 (XDR by nvlist_pack/unpack) */
1123         DMU_OT_PACKED_NVLIST_SIZE,      /* UINT64 */
1124         DMU_OT_BPLIST,                  /* UINT64 */
1125         DMU_OT_BPLIST_HDR,              /* UINT64 */
1126         /* spa: */
1127         DMU_OT_SPACE_MAP_HEADER,        /* UINT64 */
1128         DMU_OT_SPACE_MAP,               /* UINT64 */
1129         /* zil: */
1130         DMU_OT_INTENT_LOG,              /* UINT64 */
1131         /* dmu: */
1132         DMU_OT_DNODE,                   /* DNODE */
1133         DMU_OT_OBJSET,                  /* OBJSET */
1134         /* dsl: */
1135         DMU_OT_DSL_DIR,                 /* UINT64 */
1136         DMU_OT_DSL_DIR_CHILD_MAP,       /* ZAP */
1137         DMU_OT_DSL_DS_SNAP_MAP,         /* ZAP */
1138         DMU_OT_DSL_PROPS,               /* ZAP */
1139         DMU_OT_DSL_DATASET,             /* UINT64 */
1140         /* zpl: */
1141         DMU_OT_ZNODE,                   /* ZNODE */
1142         DMU_OT_OLDACL,                  /* Old ACL */
1143         DMU_OT_PLAIN_FILE_CONTENTS,     /* UINT8 */
1144         DMU_OT_DIRECTORY_CONTENTS,      /* ZAP */
1145         DMU_OT_MASTER_NODE,             /* ZAP */
1146         DMU_OT_UNLINKED_SET,            /* ZAP */
1147         /* zvol: */
1148         DMU_OT_ZVOL,                    /* UINT8 */
1149         DMU_OT_ZVOL_PROP,               /* ZAP */
1150         /* other; for testing only! */
1151         DMU_OT_PLAIN_OTHER,             /* UINT8 */
1152         DMU_OT_UINT64_OTHER,            /* UINT64 */
1153         DMU_OT_ZAP_OTHER,               /* ZAP */
1154         /* new object types: */
1155         DMU_OT_ERROR_LOG,               /* ZAP */
1156         DMU_OT_SPA_HISTORY,             /* UINT8 */
1157         DMU_OT_SPA_HISTORY_OFFSETS,     /* spa_his_phys_t */
1158         DMU_OT_POOL_PROPS,              /* ZAP */
1159         DMU_OT_DSL_PERMS,               /* ZAP */
1160         DMU_OT_ACL,                     /* ACL */
1161         DMU_OT_SYSACL,                  /* SYSACL */
1162         DMU_OT_FUID,                    /* FUID table (Packed NVLIST UINT8) */
1163         DMU_OT_FUID_SIZE,               /* FUID table size UINT64 */
1164         DMU_OT_NEXT_CLONES,             /* ZAP */
1165         DMU_OT_SCAN_QUEUE,              /* ZAP */
1166         DMU_OT_USERGROUP_USED,          /* ZAP */
1167         DMU_OT_USERGROUP_QUOTA,         /* ZAP */
1168         DMU_OT_USERREFS,                /* ZAP */
1169         DMU_OT_DDT_ZAP,                 /* ZAP */
1170         DMU_OT_DDT_STATS,               /* ZAP */
1171         DMU_OT_SA,                      /* System attr */
1172         DMU_OT_SA_MASTER_NODE,          /* ZAP */
1173         DMU_OT_SA_ATTR_REGISTRATION,    /* ZAP */
1174         DMU_OT_SA_ATTR_LAYOUTS,         /* ZAP */
1175         DMU_OT_SCAN_XLATE,              /* ZAP */
1176         DMU_OT_DEDUP,                   /* fake dedup BP from ddt_bp_create() */
1177         DMU_OT_NUMTYPES,
1178
1179         /*
1180          * Names for valid types declared with DMU_OT().
1181          */
1182         DMU_OTN_UINT8_DATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_UINT8, B_FALSE),
1183         DMU_OTN_UINT8_METADATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_UINT8, B_TRUE),
1184         DMU_OTN_UINT16_DATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_UINT16, B_FALSE),
1185         DMU_OTN_UINT16_METADATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_UINT16, B_TRUE),
1186         DMU_OTN_UINT32_DATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_UINT32, B_FALSE),
1187         DMU_OTN_UINT32_METADATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_UINT32, B_TRUE),
1188         DMU_OTN_UINT64_DATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_UINT64, B_FALSE),
1189         DMU_OTN_UINT64_METADATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_UINT64, B_TRUE),
1190         DMU_OTN_ZAP_DATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_ZAP, B_FALSE),
1191         DMU_OTN_ZAP_METADATA = DMU_OT(DMU_BSWAP_ZAP, B_TRUE)
1192 } dmu_object_type_t;
1193
1194 typedef enum dmu_objset_type {
1195         DMU_OST_NONE,
1196         DMU_OST_META,
1197         DMU_OST_ZFS,
1198         DMU_OST_ZVOL,
1199         DMU_OST_OTHER,                  /* For testing only! */
1200         DMU_OST_ANY,                    /* Be careful! */
1201         DMU_OST_NUMTYPES
1202 } dmu_objset_type_t;
1203
1204 #define ZAP_MAXVALUELEN (1024 * 8)
1205
1206 /*
1207  * header for all bonus and spill buffers.
1208  * The header has a fixed portion with a variable number
1209  * of "lengths" depending on the number of variable sized
1210  * attribues which are determined by the "layout number"
1211  */
1212
1213 #define SA_MAGIC        0x2F505A  /* ZFS SA */
1214 typedef struct sa_hdr_phys {
1215         uint32_t sa_magic;
1216         uint16_t sa_layout_info;  /* Encoded with hdrsize and layout number */
1217         uint16_t sa_lengths[1]; /* optional sizes for variable length attrs */
1218         /* ... Data follows the lengths.  */
1219 } sa_hdr_phys_t;
1220
1221 /*
1222  * sa_hdr_phys -> sa_layout_info
1223  *
1224  * 16      10       0
1225  * +--------+-------+
1226  * | hdrsz  |layout |
1227  * +--------+-------+
1228  *
1229  * Bits 0-10 are the layout number
1230  * Bits 11-16 are the size of the header.
1231  * The hdrsize is the number * 8
1232  *
1233  * For example.
1234  * hdrsz of 1 ==> 8 byte header
1235  *          2 ==> 16 byte header
1236  *
1237  */
1238
1239 #define SA_HDR_LAYOUT_NUM(hdr) BF32_GET(hdr->sa_layout_info, 0, 10)
1240 #define SA_HDR_SIZE(hdr) BF32_GET_SB(hdr->sa_layout_info, 10, 16, 3, 0)
1241 #define SA_HDR_LAYOUT_INFO_ENCODE(x, num, size) \
1242 { \
1243         BF32_SET_SB(x, 10, 6, 3, 0, size); \
1244         BF32_SET(x, 0, 10, num); \
1245 }
1246
1247 #define SA_MODE_OFFSET          0
1248 #define SA_SIZE_OFFSET          8
1249 #define SA_GEN_OFFSET           16
1250 #define SA_UID_OFFSET           24
1251 #define SA_GID_OFFSET           32
1252 #define SA_PARENT_OFFSET        40
1253 #define SA_SYMLINK_OFFSET       160
1254
1255 #define ZIO_OBJSET_MAC_LEN              32
1256
1257 /*
1258  * Intent log header - this on disk structure holds fields to manage
1259  * the log.  All fields are 64 bit to easily handle cross architectures.
1260  */
1261 typedef struct zil_header {
1262         uint64_t zh_claim_txg;  /* txg in which log blocks were claimed */
1263         uint64_t zh_replay_seq; /* highest replayed sequence number */
1264         blkptr_t zh_log;        /* log chain */
1265         uint64_t zh_claim_seq;  /* highest claimed sequence number */
1266         uint64_t zh_pad[5];
1267 } zil_header_t;
1268
1269 #define OBJSET_PHYS_SIZE_V2 2048
1270 #define OBJSET_PHYS_SIZE_V3 4096
1271
1272 typedef struct objset_phys {
1273         dnode_phys_t os_meta_dnode;
1274         zil_header_t os_zil_header;
1275         uint64_t os_type;
1276         uint64_t os_flags;
1277         uint8_t os_portable_mac[ZIO_OBJSET_MAC_LEN];
1278         uint8_t os_local_mac[ZIO_OBJSET_MAC_LEN];
1279         char os_pad0[OBJSET_PHYS_SIZE_V2 - sizeof (dnode_phys_t)*3 -
1280                 sizeof (zil_header_t) - sizeof (uint64_t)*2 -
1281                 2*ZIO_OBJSET_MAC_LEN];
1282         dnode_phys_t os_userused_dnode;
1283         dnode_phys_t os_groupused_dnode;
1284         dnode_phys_t os_projectused_dnode;
1285         char os_pad1[OBJSET_PHYS_SIZE_V3 - OBJSET_PHYS_SIZE_V2 -
1286             sizeof (dnode_phys_t)];
1287 } objset_phys_t;
1288
1289 typedef struct dsl_dir_phys {
1290         uint64_t dd_creation_time; /* not actually used */
1291         uint64_t dd_head_dataset_obj;
1292         uint64_t dd_parent_obj;
1293         uint64_t dd_clone_parent_obj;
1294         uint64_t dd_child_dir_zapobj;
1295         /*
1296          * how much space our children are accounting for; for leaf
1297          * datasets, == physical space used by fs + snaps
1298          */
1299         uint64_t dd_used_bytes;
1300         uint64_t dd_compressed_bytes;
1301         uint64_t dd_uncompressed_bytes;
1302         /* Administrative quota setting */
1303         uint64_t dd_quota;
1304         /* Administrative reservation setting */
1305         uint64_t dd_reserved;
1306         uint64_t dd_props_zapobj;
1307         uint64_t dd_pad[21]; /* pad out to 256 bytes for good measure */
1308 } dsl_dir_phys_t;
1309
1310 typedef struct dsl_dataset_phys {
1311         uint64_t ds_dir_obj;
1312         uint64_t ds_prev_snap_obj;
1313         uint64_t ds_prev_snap_txg;
1314         uint64_t ds_next_snap_obj;
1315         uint64_t ds_snapnames_zapobj;   /* zap obj of snaps; ==0 for snaps */
1316         uint64_t ds_num_children;       /* clone/snap children; ==0 for head */
1317         uint64_t ds_creation_time;      /* seconds since 1970 */
1318         uint64_t ds_creation_txg;
1319         uint64_t ds_deadlist_obj;
1320         uint64_t ds_used_bytes;
1321         uint64_t ds_compressed_bytes;
1322         uint64_t ds_uncompressed_bytes;
1323         uint64_t ds_unique_bytes;       /* only relevant to snapshots */
1324         /*
1325          * The ds_fsid_guid is a 56-bit ID that can change to avoid
1326          * collisions.  The ds_guid is a 64-bit ID that will never
1327          * change, so there is a small probability that it will collide.
1328          */
1329         uint64_t ds_fsid_guid;
1330         uint64_t ds_guid;
1331         uint64_t ds_flags;
1332         blkptr_t ds_bp;
1333         uint64_t ds_pad[8]; /* pad out to 320 bytes for good measure */
1334 } dsl_dataset_phys_t;
1335
1336 /*
1337  * The names of zap entries in the DIRECTORY_OBJECT of the MOS.
1338  */
1339 #define DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT       1
1340 #define DMU_POOL_CONFIG                 "config"
1341 #define DMU_POOL_FEATURES_FOR_READ      "features_for_read"
1342 #define DMU_POOL_ROOT_DATASET           "root_dataset"
1343 #define DMU_POOL_SYNC_BPLIST            "sync_bplist"
1344 #define DMU_POOL_ERRLOG_SCRUB           "errlog_scrub"
1345 #define DMU_POOL_ERRLOG_LAST            "errlog_last"
1346 #define DMU_POOL_SPARES                 "spares"
1347 #define DMU_POOL_DEFLATE                "deflate"
1348 #define DMU_POOL_HISTORY                "history"
1349 #define DMU_POOL_PROPS                  "pool_props"
1350 #define DMU_POOL_CHECKSUM_SALT          "org.illumos:checksum_salt"
1351 #define DMU_POOL_REMOVING               "com.delphix:removing"
1352 #define DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ         "com.delphix:obsolete_bpobj"
1353 #define DMU_POOL_CONDENSING_INDIRECT    "com.delphix:condensing_indirect"
1354 #define DMU_POOL_ZPOOL_CHECKPOINT       "com.delphix:zpool_checkpoint"
1355
1356 #define ZAP_MAGIC 0x2F52AB2ABULL
1357
1358 #define FZAP_BLOCK_SHIFT(zap)   ((zap)->zap_block_shift)
1359
1360 #define ZAP_MAXCD               (uint32_t)(-1)
1361 #define ZAP_HASHBITS            28
1362 #define MZAP_ENT_LEN            64
1363 #define MZAP_NAME_LEN           (MZAP_ENT_LEN - 8 - 4 - 2)
1364 #define MZAP_MAX_BLKSZ          SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE
1365
1366 typedef struct mzap_ent_phys {
1367         uint64_t mze_value;
1368         uint32_t mze_cd;
1369         uint16_t mze_pad;       /* in case we want to chain them someday */
1370         char mze_name[MZAP_NAME_LEN];
1371 } mzap_ent_phys_t;
1372
1373 typedef struct mzap_phys {
1374         uint64_t mz_block_type; /* ZBT_MICRO */
1375         uint64_t mz_salt;
1376         uint64_t mz_normflags;
1377         uint64_t mz_pad[5];
1378         mzap_ent_phys_t mz_chunk[1];
1379         /* actually variable size depending on block size */
1380 } mzap_phys_t;
1381
1382 /*
1383  * The (fat) zap is stored in one object. It is an array of
1384  * 1<<FZAP_BLOCK_SHIFT byte blocks. The layout looks like one of:
1385  *
1386  * ptrtbl fits in first block:
1387  *      [zap_phys_t zap_ptrtbl_shift < 6] [zap_leaf_t] ...
1388  *
1389  * ptrtbl too big for first block:
1390  *      [zap_phys_t zap_ptrtbl_shift >= 6] [zap_leaf_t] [ptrtbl] ...
1391  *
1392  */
1393
1394 #define ZBT_LEAF                ((1ULL << 63) + 0)
1395 #define ZBT_HEADER              ((1ULL << 63) + 1)
1396 #define ZBT_MICRO               ((1ULL << 63) + 3)
1397 /* any other values are ptrtbl blocks */
1398
1399 /*
1400  * the embedded pointer table takes up half a block:
1401  * block size / entry size (2^3) / 2
1402  */
1403 #define ZAP_EMBEDDED_PTRTBL_SHIFT(zap) (FZAP_BLOCK_SHIFT(zap) - 3 - 1)
1404
1405 /*
1406  * The embedded pointer table starts half-way through the block.  Since
1407  * the pointer table itself is half the block, it starts at (64-bit)
1408  * word number (1<<ZAP_EMBEDDED_PTRTBL_SHIFT(zap)).
1409  */
1410 #define ZAP_EMBEDDED_PTRTBL_ENT(zap, idx) \
1411         ((uint64_t *)(zap)->zap_phys) \
1412         [(idx) + (1<<ZAP_EMBEDDED_PTRTBL_SHIFT(zap))]
1413
1414 /*
1415  * TAKE NOTE:
1416  * If zap_phys_t is modified, zap_byteswap() must be modified.
1417  */
1418 typedef struct zap_phys {
1419         uint64_t zap_block_type;        /* ZBT_HEADER */
1420         uint64_t zap_magic;             /* ZAP_MAGIC */
1421
1422         struct zap_table_phys {
1423                 uint64_t zt_blk;        /* starting block number */
1424                 uint64_t zt_numblks;    /* number of blocks */
1425                 uint64_t zt_shift;      /* bits to index it */
1426                 uint64_t zt_nextblk;    /* next (larger) copy start block */
1427                 uint64_t zt_blks_copied; /* number source blocks copied */
1428         } zap_ptrtbl;
1429
1430         uint64_t zap_freeblk;           /* the next free block */
1431         uint64_t zap_num_leafs;         /* number of leafs */
1432         uint64_t zap_num_entries;       /* number of entries */
1433         uint64_t zap_salt;              /* salt to stir into hash function */
1434         uint64_t zap_normflags;         /* flags for u8_textprep_str() */
1435         uint64_t zap_flags;             /* zap_flags_t */
1436         /*
1437          * This structure is followed by padding, and then the embedded
1438          * pointer table.  The embedded pointer table takes up second
1439          * half of the block.  It is accessed using the
1440          * ZAP_EMBEDDED_PTRTBL_ENT() macro.
1441          */
1442 } zap_phys_t;
1443
1444 typedef struct zap_table_phys zap_table_phys_t;
1445
1446 struct spa;
1447 typedef struct fat_zap {
1448         int zap_block_shift;                    /* block size shift */
1449         zap_phys_t *zap_phys;
1450         const struct spa *zap_spa;
1451         const dnode_phys_t *zap_dnode;
1452 } fat_zap_t;
1453
1454 #define ZAP_LEAF_MAGIC 0x2AB1EAF
1455
1456 /* chunk size = 24 bytes */
1457 #define ZAP_LEAF_CHUNKSIZE 24
1458
1459 /*
1460  * The amount of space available for chunks is:
1461  * block size (1<<l->l_bs) - hash entry size (2) * number of hash
1462  * entries - header space (2*chunksize)
1463  */
1464 #define ZAP_LEAF_NUMCHUNKS(l) \
1465         (((1<<(l)->l_bs) - 2*ZAP_LEAF_HASH_NUMENTRIES(l)) / \
1466         ZAP_LEAF_CHUNKSIZE - 2)
1467
1468 /*
1469  * The amount of space within the chunk available for the array is:
1470  * chunk size - space for type (1) - space for next pointer (2)
1471  */
1472 #define ZAP_LEAF_ARRAY_BYTES (ZAP_LEAF_CHUNKSIZE - 3)
1473
1474 #define ZAP_LEAF_ARRAY_NCHUNKS(bytes) \
1475         (((bytes)+ZAP_LEAF_ARRAY_BYTES-1)/ZAP_LEAF_ARRAY_BYTES)
1476
1477 /*
1478  * Low water mark:  when there are only this many chunks free, start
1479  * growing the ptrtbl.  Ideally, this should be larger than a
1480  * "reasonably-sized" entry.  20 chunks is more than enough for the
1481  * largest directory entry (MAXNAMELEN (256) byte name, 8-byte value),
1482  * while still being only around 3% for 16k blocks.
1483  */
1484 #define ZAP_LEAF_LOW_WATER (20)
1485
1486 /*
1487  * The leaf hash table has block size / 2^5 (32) number of entries,
1488  * which should be more than enough for the maximum number of entries,
1489  * which is less than block size / CHUNKSIZE (24) / minimum number of
1490  * chunks per entry (3).
1491  */
1492 #define ZAP_LEAF_HASH_SHIFT(l) ((l)->l_bs - 5)
1493 #define ZAP_LEAF_HASH_NUMENTRIES(l) (1 << ZAP_LEAF_HASH_SHIFT(l))
1494
1495 /*
1496  * The chunks start immediately after the hash table.  The end of the
1497  * hash table is at l_hash + HASH_NUMENTRIES, which we simply cast to a
1498  * chunk_t.
1499  */
1500 #define ZAP_LEAF_CHUNK(l, idx) \
1501         ((zap_leaf_chunk_t *) \
1502         ((l)->l_phys->l_hash + ZAP_LEAF_HASH_NUMENTRIES(l)))[idx]
1503 #define ZAP_LEAF_ENTRY(l, idx) (&ZAP_LEAF_CHUNK(l, idx).l_entry)
1504
1505 typedef enum zap_chunk_type {
1506         ZAP_CHUNK_FREE = 253,
1507         ZAP_CHUNK_ENTRY = 252,
1508         ZAP_CHUNK_ARRAY = 251,
1509         ZAP_CHUNK_TYPE_MAX = 250
1510 } zap_chunk_type_t;
1511
1512 /*
1513  * TAKE NOTE:
1514  * If zap_leaf_phys_t is modified, zap_leaf_byteswap() must be modified.
1515  */
1516 typedef struct zap_leaf_phys {
1517         struct zap_leaf_header {
1518                 uint64_t lh_block_type;         /* ZBT_LEAF */
1519                 uint64_t lh_pad1;
1520                 uint64_t lh_prefix;             /* hash prefix of this leaf */
1521                 uint32_t lh_magic;              /* ZAP_LEAF_MAGIC */
1522                 uint16_t lh_nfree;              /* number free chunks */
1523                 uint16_t lh_nentries;           /* number of entries */
1524                 uint16_t lh_prefix_len;         /* num bits used to id this */
1525
1526 /* above is accessable to zap, below is zap_leaf private */
1527
1528                 uint16_t lh_freelist;           /* chunk head of free list */
1529                 uint8_t lh_pad2[12];
1530         } l_hdr; /* 2 24-byte chunks */
1531
1532         /*
1533          * The header is followed by a hash table with
1534          * ZAP_LEAF_HASH_NUMENTRIES(zap) entries.  The hash table is
1535          * followed by an array of ZAP_LEAF_NUMCHUNKS(zap)
1536          * zap_leaf_chunk structures.  These structures are accessed
1537          * with the ZAP_LEAF_CHUNK() macro.
1538          */
1539
1540         uint16_t l_hash[1];
1541 } zap_leaf_phys_t;
1542
1543 typedef union zap_leaf_chunk {
1544         struct zap_leaf_entry {
1545                 uint8_t le_type;                /* always ZAP_CHUNK_ENTRY */
1546                 uint8_t le_value_intlen;        /* size of ints */
1547                 uint16_t le_next;               /* next entry in hash chain */
1548                 uint16_t le_name_chunk;         /* first chunk of the name */
1549                 uint16_t le_name_numints;       /* bytes in name, incl null */
1550                 uint16_t le_value_chunk;        /* first chunk of the value */
1551                 uint16_t le_value_numints;      /* value length in ints */
1552                 uint32_t le_cd;                 /* collision differentiator */
1553                 uint64_t le_hash;               /* hash value of the name */
1554         } l_entry;
1555         struct zap_leaf_array {
1556                 uint8_t la_type;                /* always ZAP_CHUNK_ARRAY */
1557                 uint8_t la_array[ZAP_LEAF_ARRAY_BYTES];
1558                 uint16_t la_next;               /* next blk or CHAIN_END */
1559         } l_array;
1560         struct zap_leaf_free {
1561                 uint8_t lf_type;                /* always ZAP_CHUNK_FREE */
1562                 uint8_t lf_pad[ZAP_LEAF_ARRAY_BYTES];
1563                 uint16_t lf_next;       /* next in free list, or CHAIN_END */
1564         } l_free;
1565 } zap_leaf_chunk_t;
1566
1567 typedef struct zap_leaf {
1568         int l_bs;                       /* block size shift */
1569         zap_leaf_phys_t *l_phys;
1570 } zap_leaf_t;
1571
1572 /*
1573  * Define special zfs pflags
1574  */
1575 #define ZFS_XATTR       0x1             /* is an extended attribute */
1576 #define ZFS_INHERIT_ACE 0x2             /* ace has inheritable ACEs */
1577 #define ZFS_ACL_TRIVIAL 0x4             /* files ACL is trivial */
1578
1579 #define MASTER_NODE_OBJ 1
1580
1581 /*
1582  * special attributes for master node.
1583  */
1584
1585 #define ZFS_FSID                "FSID"
1586 #define ZFS_UNLINKED_SET        "DELETE_QUEUE"
1587 #define ZFS_ROOT_OBJ            "ROOT"
1588 #define ZPL_VERSION_OBJ         "VERSION"
1589 #define ZFS_PROP_BLOCKPERPAGE   "BLOCKPERPAGE"
1590 #define ZFS_PROP_NOGROWBLOCKS   "NOGROWBLOCKS"
1591
1592 #define ZFS_FLAG_BLOCKPERPAGE   0x1
1593 #define ZFS_FLAG_NOGROWBLOCKS   0x2
1594
1595 /*
1596  * ZPL version - rev'd whenever an incompatible on-disk format change
1597  * occurs.  Independent of SPA/DMU/ZAP versioning.
1598  */
1599
1600 #define ZPL_VERSION             1ULL
1601
1602 /*
1603  * The directory entry has the type (currently unused on Solaris) in the
1604  * top 4 bits, and the object number in the low 48 bits.  The "middle"
1605  * 12 bits are unused.
1606  */
1607 #define ZFS_DIRENT_TYPE(de) BF64_GET(de, 60, 4)
1608 #define ZFS_DIRENT_OBJ(de) BF64_GET(de, 0, 48)
1609 #define ZFS_DIRENT_MAKE(type, obj) (((uint64_t)type << 60) | obj)
1610
1611 typedef struct ace {
1612         uid_t           a_who;          /* uid or gid */
1613         uint32_t        a_access_mask;  /* read,write,... */
1614         uint16_t        a_flags;        /* see below */
1615         uint16_t        a_type;         /* allow or deny */
1616 } ace_t;
1617
1618 #define ACE_SLOT_CNT    6
1619
1620 typedef struct zfs_znode_acl {
1621         uint64_t        z_acl_extern_obj;         /* ext acl pieces */
1622         uint32_t        z_acl_count;              /* Number of ACEs */
1623         uint16_t        z_acl_version;            /* acl version */
1624         uint16_t        z_acl_pad;                /* pad */
1625         ace_t           z_ace_data[ACE_SLOT_CNT]; /* 6 standard ACEs */
1626 } zfs_znode_acl_t;
1627
1628 /*
1629  * This is the persistent portion of the znode.  It is stored
1630  * in the "bonus buffer" of the file.  Short symbolic links
1631  * are also stored in the bonus buffer.
1632  */
1633 typedef struct znode_phys {
1634         uint64_t zp_atime[2];           /*  0 - last file access time */
1635         uint64_t zp_mtime[2];           /* 16 - last file modification time */
1636         uint64_t zp_ctime[2];           /* 32 - last file change time */
1637         uint64_t zp_crtime[2];          /* 48 - creation time */
1638         uint64_t zp_gen;                /* 64 - generation (txg of creation) */
1639         uint64_t zp_mode;               /* 72 - file mode bits */
1640         uint64_t zp_size;               /* 80 - size of file */
1641         uint64_t zp_parent;             /* 88 - directory parent (`..') */
1642         uint64_t zp_links;              /* 96 - number of links to file */
1643         uint64_t zp_xattr;              /* 104 - DMU object for xattrs */
1644         uint64_t zp_rdev;               /* 112 - dev_t for VBLK & VCHR files */
1645         uint64_t zp_flags;              /* 120 - persistent flags */
1646         uint64_t zp_uid;                /* 128 - file owner */
1647         uint64_t zp_gid;                /* 136 - owning group */
1648         uint64_t zp_pad[4];             /* 144 - future */
1649         zfs_znode_acl_t zp_acl;         /* 176 - 263 ACL */
1650         /*
1651          * Data may pad out any remaining bytes in the znode buffer, eg:
1652          *
1653          * |<---------------------- dnode_phys (512) ------------------------>|
1654          * |<-- dnode (192) --->|<----------- "bonus" buffer (320) ---------->|
1655          *                      |<---- znode (264) ---->|<---- data (56) ---->|
1656          *
1657          * At present, we only use this space to store symbolic links.
1658          */
1659 } znode_phys_t;
1660
1661 /*
1662  * In-core vdev representation.
1663  */
1664 struct vdev;
1665 struct spa;
1666 typedef int vdev_phys_read_t(struct vdev *, void *, off_t, void *, size_t);
1667 typedef int vdev_phys_write_t(struct vdev *, off_t, void *, size_t);
1668 typedef int vdev_read_t(struct vdev *, const blkptr_t *, void *, off_t, size_t);
1669
1670 typedef STAILQ_HEAD(vdev_list, vdev) vdev_list_t;
1671
1672 typedef struct vdev_indirect_mapping_entry_phys {
1673         /*
1674          * Decode with DVA_MAPPING_* macros.
1675          * Contains:
1676          *   the source offset (low 63 bits)
1677          *   the one-bit "mark", used for garbage collection (by zdb)
1678          */
1679         uint64_t vimep_src;
1680
1681         /*
1682          * Note: the DVA's asize is 24 bits, and can thus store ranges
1683          * up to 8GB.
1684          */
1685         dva_t   vimep_dst;
1686 } vdev_indirect_mapping_entry_phys_t;
1687
1688 #define DVA_MAPPING_GET_SRC_OFFSET(vimep)       \
1689         BF64_GET_SB((vimep)->vimep_src, 0, 63, SPA_MINBLOCKSHIFT, 0)
1690 #define DVA_MAPPING_SET_SRC_OFFSET(vimep, x)    \
1691         BF64_SET_SB((vimep)->vimep_src, 0, 63, SPA_MINBLOCKSHIFT, 0, x)
1692
1693 typedef struct vdev_indirect_mapping_entry {
1694         vdev_indirect_mapping_entry_phys_t      vime_mapping;
1695         uint32_t                                vime_obsolete_count;
1696         list_node_t                             vime_node;
1697 } vdev_indirect_mapping_entry_t;
1698
1699 /*
1700  * This is stored in the bonus buffer of the mapping object, see comment of
1701  * vdev_indirect_config for more details.
1702  */
1703 typedef struct vdev_indirect_mapping_phys {
1704         uint64_t        vimp_max_offset;
1705         uint64_t        vimp_bytes_mapped;
1706         uint64_t        vimp_num_entries; /* number of v_i_m_entry_phys_t's */
1707
1708         /*
1709          * For each entry in the mapping object, this object contains an
1710          * entry representing the number of bytes of that mapping entry
1711          * that were no longer in use by the pool at the time this indirect
1712          * vdev was last condensed.
1713          */
1714         uint64_t        vimp_counts_object;
1715 } vdev_indirect_mapping_phys_t;
1716
1717 #define VDEV_INDIRECT_MAPPING_SIZE_V0   (3 * sizeof (uint64_t))
1718
1719 typedef struct vdev_indirect_mapping {
1720         uint64_t        vim_object;
1721         boolean_t       vim_havecounts;
1722
1723         /* vim_entries segment offset currently in memory. */
1724         uint64_t        vim_entry_offset;
1725         /* vim_entries segment size. */
1726         size_t          vim_num_entries;
1727
1728         /* Needed by dnode_read() */
1729         const void      *vim_spa;
1730         dnode_phys_t    *vim_dn;
1731
1732         /*
1733          * An ordered array of mapping entries, sorted by source offset.
1734          * Note that vim_entries is needed during a removal (and contains
1735          * mappings that have been synced to disk so far) to handle frees
1736          * from the removing device.
1737          */
1738         vdev_indirect_mapping_entry_phys_t *vim_entries;
1739         objset_phys_t   *vim_objset;
1740         vdev_indirect_mapping_phys_t    *vim_phys;
1741 } vdev_indirect_mapping_t;
1742
1743 /*
1744  * On-disk indirect vdev state.
1745  *
1746  * An indirect vdev is described exclusively in the MOS config of a pool.
1747  * The config for an indirect vdev includes several fields, which are
1748  * accessed in memory by a vdev_indirect_config_t.
1749  */
1750 typedef struct vdev_indirect_config {
1751         /*
1752          * Object (in MOS) which contains the indirect mapping. This object
1753          * contains an array of vdev_indirect_mapping_entry_phys_t ordered by
1754          * vimep_src. The bonus buffer for this object is a
1755          * vdev_indirect_mapping_phys_t. This object is allocated when a vdev
1756          * removal is initiated.
1757          *
1758          * Note that this object can be empty if none of the data on the vdev
1759          * has been copied yet.
1760          */
1761         uint64_t        vic_mapping_object;
1762
1763         /*
1764          * Object (in MOS) which contains the birth times for the mapping
1765          * entries. This object contains an array of
1766          * vdev_indirect_birth_entry_phys_t sorted by vibe_offset. The bonus
1767          * buffer for this object is a vdev_indirect_birth_phys_t. This object
1768          * is allocated when a vdev removal is initiated.
1769          *
1770          * Note that this object can be empty if none of the vdev has yet been
1771          * copied.
1772          */
1773         uint64_t        vic_births_object;
1774
1775 /*
1776  * This is the vdev ID which was removed previous to this vdev, or
1777  * UINT64_MAX if there are no previously removed vdevs.
1778  */
1779         uint64_t        vic_prev_indirect_vdev;
1780 } vdev_indirect_config_t;
1781
1782 typedef struct vdev {
1783         STAILQ_ENTRY(vdev) v_childlink; /* link in parent's child list */
1784         STAILQ_ENTRY(vdev) v_alllink;   /* link in global vdev list */
1785         vdev_list_t     v_children;     /* children of this vdev */
1786         const char      *v_name;        /* vdev name */
1787         uint64_t        v_guid;         /* vdev guid */
1788         uint64_t        v_id;           /* index in parent */
1789         uint64_t        v_psize;        /* physical device capacity */
1790         int             v_ashift;       /* offset to block shift */
1791         int             v_nparity;      /* # parity for raidz */
1792         struct vdev     *v_top;         /* parent vdev */
1793         size_t          v_nchildren;    /* # children */
1794         vdev_state_t    v_state;        /* current state */
1795         vdev_phys_read_t *v_phys_read;  /* read from raw leaf vdev */
1796         vdev_phys_write_t *v_phys_write; /* write to raw leaf vdev */
1797         vdev_read_t     *v_read;        /* read from vdev */
1798         void            *v_priv;        /* data for read/write function */
1799         boolean_t       v_islog;
1800         struct spa      *v_spa;         /* link to spa */
1801         /*
1802          * Values stored in the config for an indirect or removing vdev.
1803          */
1804         vdev_indirect_config_t vdev_indirect_config;
1805         vdev_indirect_mapping_t *v_mapping;
1806 } vdev_t;
1807
1808 /*
1809  * In-core pool representation.
1810  */
1811 typedef STAILQ_HEAD(spa_list, spa) spa_list_t;
1812
1813 typedef struct spa {
1814         STAILQ_ENTRY(spa) spa_link;     /* link in global pool list */
1815         char            *spa_name;      /* pool name */
1816         uint64_t        spa_guid;       /* pool guid */
1817         uint64_t        spa_txg;        /* most recent transaction */
1818         struct uberblock *spa_uberblock;        /* best uberblock so far */
1819         vdev_t          *spa_root_vdev; /* toplevel vdev container */
1820         objset_phys_t   *spa_mos;       /* MOS for this pool */
1821         zio_cksum_salt_t spa_cksum_salt;        /* secret salt for cksum */
1822         void            *spa_cksum_tmpls[ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS];
1823         boolean_t       spa_with_log;   /* this pool has log */
1824
1825         struct uberblock spa_uberblock_master;  /* best uberblock so far */
1826         objset_phys_t   spa_mos_master;         /* MOS for this pool */
1827         struct uberblock spa_uberblock_checkpoint; /* checkpoint uberblock */
1828         objset_phys_t   spa_mos_checkpoint;     /* Checkpoint MOS */
1829         void            *spa_bootenv;           /* bootenv from pool label */
1830 } spa_t;
1831
1832 /* IO related arguments. */
1833 typedef struct zio {
1834         spa_t           *io_spa;
1835         blkptr_t        *io_bp;
1836         void            *io_data;
1837         uint64_t        io_size;
1838         uint64_t        io_offset;
1839
1840         /* Stuff for the vdev stack */
1841         vdev_t          *io_vd;
1842         void            *io_vsd;
1843
1844         int             io_error;
1845 } zio_t;
1846
1847 static void decode_embedded_bp_compressed(const blkptr_t *, void *);
1848
1849 #endif /* _ZFSIMPL_H_ */