sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/spa_config.c

   1 /*
   2  * CDDL HEADER START
   3  *
   4  * The contents of this file are subject to the terms of the
   5  * Common Development and Distribution License (the "License").
   6  * You may not use this file except in compliance with the License.
   7  *
   8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
   9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
  10  * See the License for the specific language governing permissions
  11  * and limitations under the License.
  12  *
  13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
  14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
  15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
  16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
  17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
  18  *
  19  * CDDL HEADER END
  20  */
  21
  22 /*
  23  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  24  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc. All rights reserved.
  25  * Copyright (c) 2011, 2015 by Delphix. All rights reserved.
  26  */
  27
  28 #include <sys/zfs_context.h>
  29 #include <sys/spa.h>
  30 #include <sys/fm/fs/zfs.h>
  31 #include <sys/spa_impl.h>
  32 #include <sys/nvpair.h>
  33 #include <sys/uio.h>
  34 #include <sys/fs/zfs.h>
  35 #include <sys/vdev_impl.h>
  36 #include <sys/zfs_ioctl.h>
  37 #include <sys/utsname.h>
  38 #include <sys/sunddi.h>
  39 #include <sys/zfeature.h>
  40 #ifdef _KERNEL
  41 #include <sys/kobj.h>
  42 #include <sys/zone.h>
  43 #endif
  44
  45 /*
  46  * Pool configuration repository.
  47  *
  48  * Pool configuration is stored as a packed nvlist on the filesystem.  By
  49  * default, all pools are stored in /etc/zfs/zpool.cache and loaded on boot
  50  * (when the ZFS module is loaded).  Pools can also have the 'cachefile'
  51  * property set that allows them to be stored in an alternate location until
  52  * the control of external software.
  53  *
  54  * For each cache file, we have a single nvlist which holds all the
  55  * configuration information.  When the module loads, we read this information
  56  * from /etc/zfs/zpool.cache and populate the SPA namespace.  This namespace is
  57  * maintained independently in spa.c.  Whenever the namespace is modified, or
  58  * the configuration of a pool is changed, we call spa_config_sync(), which
  59  * walks through all the active pools and writes the configuration to disk.
  60  */
  61
  62 static uint64_t spa_config_generation = 1;
  63
  64 /*
  65  * This can be overridden in userland to preserve an alternate namespace for
  66  * userland pools when doing testing.
  67  */
  68 const char *spa_config_path = ZPOOL_CACHE;
  69
  70 /*
  71  * Called when the module is first loaded, this routine loads the configuration
  72  * file into the SPA namespace.  It does not actually open or load the pools; it
  73  * only populates the namespace.
  74  */
  75 void
  76 spa_config_load(void)
  77 {
  78         void *buf = NULL;
  79         nvlist_t *nvlist, *child;
  80         nvpair_t *nvpair;
  81         char *pathname;
  82         struct _buf *file;
  83         uint64_t fsize;
  84
  85         /*
  86          * Open the configuration file.
  87          */
  88         pathname = kmem_alloc(MAXPATHLEN, KM_SLEEP);
  89
  90         (void) snprintf(pathname, MAXPATHLEN, "%s", spa_config_path);
  91
  92         file = kobj_open_file(pathname);
  93
  94         kmem_free(pathname, MAXPATHLEN);
  95
  96         if (file == (struct _buf *)-1)
  97                 return;
  98
  99         if (kobj_get_filesize(file, &fsize) != 0)
 100                 goto out;
 101
 102         buf = kmem_alloc(fsize, KM_SLEEP);
 103
 104         /*
 105          * Read the nvlist from the file.
 106          */
 107         if (kobj_read_file(file, buf, fsize, 0) < 0)
 108                 goto out;
 109
 110         /*
 111          * Unpack the nvlist.
 112          */
 113         if (nvlist_unpack(buf, fsize, &nvlist, KM_SLEEP) != 0)
 114                 goto out;
 115
 116         /*
 117          * Iterate over all elements in the nvlist, creating a new spa_t for
 118          * each one with the specified configuration.
 119          */
 120         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
 121         nvpair = NULL;
 122         while ((nvpair = nvlist_next_nvpair(nvlist, nvpair)) != NULL) {
 123                 if (nvpair_type(nvpair) != DATA_TYPE_NVLIST)
 124                         continue;
 125
 126                 child = fnvpair_value_nvlist(nvpair);
 127
 128                 if (spa_lookup(nvpair_name(nvpair)) != NULL)
 129                         continue;
 130                 (void) spa_add(nvpair_name(nvpair), child, NULL);
 131         }
 132         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
 133
 134         nvlist_free(nvlist);
 135
 136 out:
 137         if (buf != NULL)
 138                 kmem_free(buf, fsize);
 139
 140         kobj_close_file(file);
 141 }
 142
 143 static void
 144 spa_config_clean(nvlist_t *nvl)
 145 {
 146         nvlist_t **child;
 147         nvlist_t *nvroot = NULL;
 148         uint_t c, children;
 149
 150         if (nvlist_lookup_nvlist_array(nvl, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
 151             &children) == 0) {
 152                 for (c = 0; c < children; c++)
 153                         spa_config_clean(child[c]);
 154         }
 155
 156         if (nvlist_lookup_nvlist(nvl, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, &nvroot) == 0)
 157                 spa_config_clean(nvroot);
 158
 159         nvlist_remove(nvl, ZPOOL_CONFIG_VDEV_STATS, DATA_TYPE_UINT64_ARRAY);
 160         nvlist_remove(nvl, ZPOOL_CONFIG_SCAN_STATS, DATA_TYPE_UINT64_ARRAY);
 161 }
 162
 163 static int
 164 spa_config_write(spa_config_dirent_t *dp, nvlist_t *nvl)
 165 {
 166         size_t buflen;
 167         char *buf;
 168         vnode_t *vp;
 169         int oflags = FWRITE | FTRUNC | FCREAT | FOFFMAX;
 170         char *temp;
 171         int err;
 172
 173         /*
 174          * If the nvlist is empty (NULL), then remove the old cachefile.
 175          */
 176         if (nvl == NULL) {
 177                 err = vn_remove(dp->scd_path, UIO_SYSSPACE, RMFILE);
 178                 return (err);
 179         }
 180
 181         /*
 182          * Pack the configuration into a buffer.
 183          */
 184         buf = fnvlist_pack(nvl, &buflen);
 185         temp = kmem_zalloc(MAXPATHLEN, KM_SLEEP);
 186
 187         /*
 188          * Write the configuration to disk.  We need to do the traditional
 189          * 'write to temporary file, sync, move over original' to make sure we
 190          * always have a consistent view of the data.
 191          */
 192         (void) snprintf(temp, MAXPATHLEN, "%s.tmp", dp->scd_path);
 193
 194         err = vn_open(temp, UIO_SYSSPACE, oflags, 0644, &vp, CRCREAT, 0);
 195         if (err == 0) {
 196                 err = vn_rdwr(UIO_WRITE, vp, buf, buflen, 0, UIO_SYSSPACE,
 197                     0, RLIM64_INFINITY, kcred, NULL);
 198                 if (err == 0)
 199                         err = VOP_FSYNC(vp, FSYNC, kcred, NULL);
 200                 if (err == 0)
 201                         err = vn_rename(temp, dp->scd_path, UIO_SYSSPACE);
 202                 (void) VOP_CLOSE(vp, oflags, 1, 0, kcred, NULL);
 203         }
 204
 205         (void) vn_remove(temp, UIO_SYSSPACE, RMFILE);
 206
 207         fnvlist_pack_free(buf, buflen);
 208         kmem_free(temp, MAXPATHLEN);
 209         return (err);
 210 }
 211
 212 /*
 213  * Synchronize pool configuration to disk.  This must be called with the
 214  * namespace lock held. Synchronizing the pool cache is typically done after
 215  * the configuration has been synced to the MOS. This exposes a window where
 216  * the MOS config will have been updated but the cache file has not. If
 217  * the system were to crash at that instant then the cached config may not
 218  * contain the correct information to open the pool and an explicity import
 219  * would be required.
 220  */
 221 void
 222 spa_config_sync(spa_t *target, boolean_t removing, boolean_t postsysevent)
 223 {
 224         spa_config_dirent_t *dp, *tdp;
 225         nvlist_t *nvl;
 226         boolean_t ccw_failure;
 227         int error;
 228
 229         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
 230
 231         if (rootdir == NULL || !(spa_mode_global & FWRITE))
 232                 return;
 233
 234         /*
 235          * Iterate over all cachefiles for the pool, past or present.  When the
 236          * cachefile is changed, the new one is pushed onto this list, allowing
 237          * us to update previous cachefiles that no longer contain this pool.
 238          */
 239         ccw_failure = B_FALSE;
 240         for (dp = list_head(&target->spa_config_list); dp != NULL;
 241             dp = list_next(&target->spa_config_list, dp)) {
 242                 spa_t *spa = NULL;
 243                 if (dp->scd_path == NULL)
 244                         continue;
 245
 246                 /*
 247                  * Iterate over all pools, adding any matching pools to 'nvl'.
 248                  */
 249                 nvl = NULL;
 250                 while ((spa = spa_next(spa)) != NULL) {
 251                         nvlist_t *nvroot = NULL;
 252                         /*
 253                          * Skip over our own pool if we're about to remove
 254                          * ourselves from the spa namespace or any pool that
 255                          * is readonly. Since we cannot guarantee that a
 256                          * readonly pool would successfully import upon reboot,
 257                          * we don't allow them to be written to the cache file.
 258                          */
 259                         if ((spa == target && removing) ||
 260                             (spa_state(spa) == POOL_STATE_ACTIVE &&
 261                             !spa_writeable(spa)))
 262                                 continue;
 263
 264                         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
 265                         tdp = list_head(&spa->spa_config_list);
 266                         if (spa->spa_config == NULL ||
 267                             tdp->scd_path == NULL ||
 268                             strcmp(tdp->scd_path, dp->scd_path) != 0) {
 269                                 mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
 270                                 continue;
 271                         }
 272
 273                         if (nvl == NULL)
 274                                 nvl = fnvlist_alloc();
 275
 276                         fnvlist_add_nvlist(nvl, spa->spa_name,
 277                             spa->spa_config);
 278                         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
 279
 280                         if (nvlist_lookup_nvlist(nvl, spa->spa_name, &nvroot) == 0)
 281                                 spa_config_clean(nvroot);
 282                 }
 283
 284                 error = spa_config_write(dp, nvl);
 285                 if (error != 0)
 286                         ccw_failure = B_TRUE;
 287                 nvlist_free(nvl);
 288         }
 289
 290         if (ccw_failure) {
 291                 /*
 292                  * Keep trying so that configuration data is
 293                  * written if/when any temporary filesystem
 294                  * resource issues are resolved.
 295                  */
 296                 if (target->spa_ccw_fail_time == 0) {
 297                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_CONFIG_CACHE_WRITE,
 298                             target, NULL, NULL, 0, 0);
 299                 }
 300                 target->spa_ccw_fail_time = gethrtime();
 301                 spa_async_request(target, SPA_ASYNC_CONFIG_UPDATE);
 302         } else {
 303                 /*
 304                  * Do not rate limit future attempts to update
 305                  * the config cache.
 306                  */
 307                 target->spa_ccw_fail_time = 0;
 308         }
 309
 310         /*
 311          * Remove any config entries older than the current one.
 312          */
 313         dp = list_head(&target->spa_config_list);
 314         while ((tdp = list_next(&target->spa_config_list, dp)) != NULL) {
 315                 list_remove(&target->spa_config_list, tdp);
 316                 if (tdp->scd_path != NULL)
 317                         spa_strfree(tdp->scd_path);
 318                 kmem_free(tdp, sizeof (spa_config_dirent_t));
 319         }
 320
 321         spa_config_generation++;
 322
 323         if (postsysevent)
 324                 spa_event_notify(target, NULL, ESC_ZFS_CONFIG_SYNC);
 325 }
 326
 327 /*
 328  * Sigh.  Inside a local zone, we don't have access to /etc/zfs/zpool.cache,
 329  * and we don't want to allow the local zone to see all the pools anyway.
 330  * So we have to invent the ZFS_IOC_CONFIG ioctl to grab the configuration
 331  * information for all pool visible within the zone.
 332  */
 333 nvlist_t *
 334 spa_all_configs(uint64_t *generation)
 335 {
 336         nvlist_t *pools;
 337         spa_t *spa = NULL;
 338
 339         if (*generation == spa_config_generation)
 340                 return (NULL);
 341
 342         pools = fnvlist_alloc();
 343
 344         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
 345         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL) {
 346                 if (INGLOBALZONE(curthread) ||
 347                     zone_dataset_visible(spa_name(spa), NULL)) {
 348                         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
 349                         fnvlist_add_nvlist(pools, spa_name(spa),
 350                             spa->spa_config);
 351                         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
 352                 }
 353         }
 354         *generation = spa_config_generation;
 355         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
 356
 357         return (pools);
 358 }
 359
 360 void
 361 spa_config_set(spa_t *spa, nvlist_t *config)
 362 {
 363         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
 364         nvlist_free(spa->spa_config);
 365         spa->spa_config = config;
 366         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
 367 }
 368
 369 /*
 370  * Generate the pool's configuration based on the current in-core state.
 371  *
 372  * We infer whether to generate a complete config or just one top-level config
 373  * based on whether vd is the root vdev.
 374  */
 375 nvlist_t *
 376 spa_config_generate(spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t txg, int getstats)
 377 {
 378         nvlist_t *config, *nvroot;
 379         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
 380         unsigned long hostid = 0;
 381         boolean_t locked = B_FALSE;
 382         uint64_t split_guid;
 383
 384         if (vd == NULL) {
 385                 vd = rvd;
 386                 locked = B_TRUE;
 387                 spa_config_enter(spa, SCL_CONFIG | SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
 388         }
 389
 390         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_CONFIG | SCL_STATE, RW_READER) ==
 391             (SCL_CONFIG | SCL_STATE));
 392
 393         /*
 394          * If txg is -1, report the current value of spa->spa_config_txg.
 395          */
 396         if (txg == -1ULL)
 397                 txg = spa->spa_config_txg;
 398
 399         config = fnvlist_alloc();
 400
 401         fnvlist_add_uint64(config, ZPOOL_CONFIG_VERSION, spa_version(spa));
 402         fnvlist_add_string(config, ZPOOL_CONFIG_POOL_NAME, spa_name(spa));
 403         fnvlist_add_uint64(config, ZPOOL_CONFIG_POOL_STATE, spa_state(spa));
 404         fnvlist_add_uint64(config, ZPOOL_CONFIG_POOL_TXG, txg);
 405         fnvlist_add_uint64(config, ZPOOL_CONFIG_POOL_GUID, spa_guid(spa));
 406         if (spa->spa_comment != NULL) {
 407                 fnvlist_add_string(config, ZPOOL_CONFIG_COMMENT,
 408                     spa->spa_comment);
 409         }
 410
 411 #ifdef  _KERNEL
 412         hostid = zone_get_hostid(NULL);
 413 #else   /* _KERNEL */
 414         /*
 415          * We're emulating the system's hostid in userland, so we can't use
 416          * zone_get_hostid().
 417          */
 418         (void) ddi_strtoul(hw_serial, NULL, 10, &hostid);
 419 #endif  /* _KERNEL */
 420         if (hostid != 0) {
 421                 fnvlist_add_uint64(config, ZPOOL_CONFIG_HOSTID, hostid);
 422         }
 423         fnvlist_add_string(config, ZPOOL_CONFIG_HOSTNAME, utsname.nodename);
 424
 425         int config_gen_flags = 0;
 426         if (vd != rvd) {
 427                 fnvlist_add_uint64(config, ZPOOL_CONFIG_TOP_GUID,
 428                     vd->vdev_top->vdev_guid);
 429                 fnvlist_add_uint64(config, ZPOOL_CONFIG_GUID,
 430                     vd->vdev_guid);
 431                 if (vd->vdev_isspare) {
 432                         fnvlist_add_uint64(config,
 433                             ZPOOL_CONFIG_IS_SPARE, 1ULL);
 434                 }
 435                 if (vd->vdev_islog) {
 436                         fnvlist_add_uint64(config,
 437                             ZPOOL_CONFIG_IS_LOG, 1ULL);
 438                 }
 439                 vd = vd->vdev_top;              /* label contains top config */
 440         } else {
 441                 /*
 442                  * Only add the (potentially large) split information
 443                  * in the mos config, and not in the vdev labels
 444                  */
 445                 if (spa->spa_config_splitting != NULL)
 446                         fnvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_SPLIT,
 447                             spa->spa_config_splitting);
 448                 fnvlist_add_boolean(config,
 449                     ZPOOL_CONFIG_HAS_PER_VDEV_ZAPS);
 450
 451                 config_gen_flags |= VDEV_CONFIG_MOS;
 452         }
 453
 454         /*
 455          * Add the top-level config.  We even add this on pools which
 456          * don't support holes in the namespace.
 457          */
 458         vdev_top_config_generate(spa, config);
 459
 460         /*
 461          * If we're splitting, record the original pool's guid.
 462          */
 463         if (spa->spa_config_splitting != NULL &&
 464             nvlist_lookup_uint64(spa->spa_config_splitting,
 465             ZPOOL_CONFIG_SPLIT_GUID, &split_guid) == 0) {
 466                 fnvlist_add_uint64(config, ZPOOL_CONFIG_SPLIT_GUID,
 467                     split_guid);
 468         }
 469
 470         nvroot = vdev_config_generate(spa, vd, getstats, config_gen_flags);
 471         fnvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, nvroot);
 472         nvlist_free(nvroot);
 473
 474         /*
 475          * Store what's necessary for reading the MOS in the label.
 476          */
 477         fnvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_FEATURES_FOR_READ,
 478             spa->spa_label_features);
 479
 480         if (getstats && spa_load_state(spa) == SPA_LOAD_NONE) {
 481                 ddt_histogram_t *ddh;
 482                 ddt_stat_t *dds;
 483                 ddt_object_t *ddo;
 484
 485                 ddh = kmem_zalloc(sizeof (ddt_histogram_t), KM_SLEEP);
 486                 ddt_get_dedup_histogram(spa, ddh);
 487                 fnvlist_add_uint64_array(config,
 488                     ZPOOL_CONFIG_DDT_HISTOGRAM,
 489                     (uint64_t *)ddh, sizeof (*ddh) / sizeof (uint64_t));
 490                 kmem_free(ddh, sizeof (ddt_histogram_t));
 491
 492                 ddo = kmem_zalloc(sizeof (ddt_object_t), KM_SLEEP);
 493                 ddt_get_dedup_object_stats(spa, ddo);
 494                 fnvlist_add_uint64_array(config,
 495                     ZPOOL_CONFIG_DDT_OBJ_STATS,
 496                     (uint64_t *)ddo, sizeof (*ddo) / sizeof (uint64_t));
 497                 kmem_free(ddo, sizeof (ddt_object_t));
 498
 499                 dds = kmem_zalloc(sizeof (ddt_stat_t), KM_SLEEP);
 500                 ddt_get_dedup_stats(spa, dds);
 501                 fnvlist_add_uint64_array(config,
 502                     ZPOOL_CONFIG_DDT_STATS,
 503                     (uint64_t *)dds, sizeof (*dds) / sizeof (uint64_t));
 504                 kmem_free(dds, sizeof (ddt_stat_t));
 505         }
 506
 507         if (locked)
 508                 spa_config_exit(spa, SCL_CONFIG | SCL_STATE, FTAG);
 509
 510         return (config);
 511 }
 512
 513 /*
 514  * Update all disk labels, generate a fresh config based on the current
 515  * in-core state, and sync the global config cache (do not sync the config
 516  * cache if this is a booting rootpool).
 517  */
 518 void
 519 spa_config_update(spa_t *spa, int what)
 520 {
 521         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
 522         uint64_t txg;
 523         int c;
 524
 525         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
 526
 527         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
 528         txg = spa_last_synced_txg(spa) + 1;
 529         if (what == SPA_CONFIG_UPDATE_POOL) {
 530                 vdev_config_dirty(rvd);
 531         } else {
 532                 /*
 533                  * If we have top-level vdevs that were added but have
 534                  * not yet been prepared for allocation, do that now.
 535                  * (It's safe now because the config cache is up to date,
 536                  * so it will be able to translate the new DVAs.)
 537                  * See comments in spa_vdev_add() for full details.
 538                  */
 539                 for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
 540                         vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
 541                         if (tvd->vdev_ms_array == 0) {
 542                                 vdev_ashift_optimize(tvd);
 543                                 vdev_metaslab_set_size(tvd);
 544                         }
 545                         vdev_expand(tvd, txg);
 546                 }
 547         }
 548         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
 549
 550         /*
 551          * Wait for the mosconfig to be regenerated and synced.
 552          */
 553         txg_wait_synced(spa->spa_dsl_pool, txg);
 554
 555         /*
 556          * Update the global config cache to reflect the new mosconfig.
 557          */
 558         spa_config_sync(spa, B_FALSE, what != SPA_CONFIG_UPDATE_POOL);
 559
 560         if (what == SPA_CONFIG_UPDATE_POOL)
 561                 spa_config_update(spa, SPA_CONFIG_UPDATE_VDEVS);
 562 }