]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/spa_misc.c
MFV r336948: 9112 Improve allocation performance on high-end systems
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / zfs / spa_misc.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2011, 2018 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright 2015 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
25  * Copyright 2013 Martin Matuska <mm@FreeBSD.org>. All rights reserved.
26  * Copyright (c) 2014 Spectra Logic Corporation, All rights reserved.
27  * Copyright 2013 Saso Kiselkov. All rights reserved.
28  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
29  * Copyright (c) 2017 Datto Inc.
30  */
31
32 #include <sys/zfs_context.h>
33 #include <sys/spa_impl.h>
34 #include <sys/spa_boot.h>
35 #include <sys/zio.h>
36 #include <sys/zio_checksum.h>
37 #include <sys/zio_compress.h>
38 #include <sys/dmu.h>
39 #include <sys/dmu_tx.h>
40 #include <sys/zap.h>
41 #include <sys/zil.h>
42 #include <sys/vdev_impl.h>
43 #include <sys/vdev_file.h>
44 #include <sys/metaslab.h>
45 #include <sys/uberblock_impl.h>
46 #include <sys/txg.h>
47 #include <sys/avl.h>
48 #include <sys/unique.h>
49 #include <sys/dsl_pool.h>
50 #include <sys/dsl_dir.h>
51 #include <sys/dsl_prop.h>
52 #include <sys/dsl_scan.h>
53 #include <sys/fs/zfs.h>
54 #include <sys/metaslab_impl.h>
55 #include <sys/arc.h>
56 #include <sys/ddt.h>
57 #include "zfs_prop.h"
58 #include <sys/zfeature.h>
59
60 #if defined(__FreeBSD__) && defined(_KERNEL)
61 #include <sys/types.h>
62 #include <sys/sysctl.h>
63 #endif
64
65 /*
66  * SPA locking
67  *
68  * There are four basic locks for managing spa_t structures:
69  *
70  * spa_namespace_lock (global mutex)
71  *
72  *      This lock must be acquired to do any of the following:
73  *
74  *              - Lookup a spa_t by name
75  *              - Add or remove a spa_t from the namespace
76  *              - Increase spa_refcount from non-zero
77  *              - Check if spa_refcount is zero
78  *              - Rename a spa_t
79  *              - add/remove/attach/detach devices
80  *              - Held for the duration of create/destroy/import/export
81  *
82  *      It does not need to handle recursion.  A create or destroy may
83  *      reference objects (files or zvols) in other pools, but by
84  *      definition they must have an existing reference, and will never need
85  *      to lookup a spa_t by name.
86  *
87  * spa_refcount (per-spa refcount_t protected by mutex)
88  *
89  *      This reference count keep track of any active users of the spa_t.  The
90  *      spa_t cannot be destroyed or freed while this is non-zero.  Internally,
91  *      the refcount is never really 'zero' - opening a pool implicitly keeps
92  *      some references in the DMU.  Internally we check against spa_minref, but
93  *      present the image of a zero/non-zero value to consumers.
94  *
95  * spa_config_lock[] (per-spa array of rwlocks)
96  *
97  *      This protects the spa_t from config changes, and must be held in
98  *      the following circumstances:
99  *
100  *              - RW_READER to perform I/O to the spa
101  *              - RW_WRITER to change the vdev config
102  *
103  * The locking order is fairly straightforward:
104  *
105  *              spa_namespace_lock      ->      spa_refcount
106  *
107  *      The namespace lock must be acquired to increase the refcount from 0
108  *      or to check if it is zero.
109  *
110  *              spa_refcount            ->      spa_config_lock[]
111  *
112  *      There must be at least one valid reference on the spa_t to acquire
113  *      the config lock.
114  *
115  *              spa_namespace_lock      ->      spa_config_lock[]
116  *
117  *      The namespace lock must always be taken before the config lock.
118  *
119  *
120  * The spa_namespace_lock can be acquired directly and is globally visible.
121  *
122  * The namespace is manipulated using the following functions, all of which
123  * require the spa_namespace_lock to be held.
124  *
125  *      spa_lookup()            Lookup a spa_t by name.
126  *
127  *      spa_add()               Create a new spa_t in the namespace.
128  *
129  *      spa_remove()            Remove a spa_t from the namespace.  This also
130  *                              frees up any memory associated with the spa_t.
131  *
132  *      spa_next()              Returns the next spa_t in the system, or the
133  *                              first if NULL is passed.
134  *
135  *      spa_evict_all()         Shutdown and remove all spa_t structures in
136  *                              the system.
137  *
138  *      spa_guid_exists()       Determine whether a pool/device guid exists.
139  *
140  * The spa_refcount is manipulated using the following functions:
141  *
142  *      spa_open_ref()          Adds a reference to the given spa_t.  Must be
143  *                              called with spa_namespace_lock held if the
144  *                              refcount is currently zero.
145  *
146  *      spa_close()             Remove a reference from the spa_t.  This will
147  *                              not free the spa_t or remove it from the
148  *                              namespace.  No locking is required.
149  *
150  *      spa_refcount_zero()     Returns true if the refcount is currently
151  *                              zero.  Must be called with spa_namespace_lock
152  *                              held.
153  *
154  * The spa_config_lock[] is an array of rwlocks, ordered as follows:
155  * SCL_CONFIG > SCL_STATE > SCL_ALLOC > SCL_ZIO > SCL_FREE > SCL_VDEV.
156  * spa_config_lock[] is manipulated with spa_config_{enter,exit,held}().
157  *
158  * To read the configuration, it suffices to hold one of these locks as reader.
159  * To modify the configuration, you must hold all locks as writer.  To modify
160  * vdev state without altering the vdev tree's topology (e.g. online/offline),
161  * you must hold SCL_STATE and SCL_ZIO as writer.
162  *
163  * We use these distinct config locks to avoid recursive lock entry.
164  * For example, spa_sync() (which holds SCL_CONFIG as reader) induces
165  * block allocations (SCL_ALLOC), which may require reading space maps
166  * from disk (dmu_read() -> zio_read() -> SCL_ZIO).
167  *
168  * The spa config locks cannot be normal rwlocks because we need the
169  * ability to hand off ownership.  For example, SCL_ZIO is acquired
170  * by the issuing thread and later released by an interrupt thread.
171  * They do, however, obey the usual write-wanted semantics to prevent
172  * writer (i.e. system administrator) starvation.
173  *
174  * The lock acquisition rules are as follows:
175  *
176  * SCL_CONFIG
177  *      Protects changes to the vdev tree topology, such as vdev
178  *      add/remove/attach/detach.  Protects the dirty config list
179  *      (spa_config_dirty_list) and the set of spares and l2arc devices.
180  *
181  * SCL_STATE
182  *      Protects changes to pool state and vdev state, such as vdev
183  *      online/offline/fault/degrade/clear.  Protects the dirty state list
184  *      (spa_state_dirty_list) and global pool state (spa_state).
185  *
186  * SCL_ALLOC
187  *      Protects changes to metaslab groups and classes.
188  *      Held as reader by metaslab_alloc() and metaslab_claim().
189  *
190  * SCL_ZIO
191  *      Held by bp-level zios (those which have no io_vd upon entry)
192  *      to prevent changes to the vdev tree.  The bp-level zio implicitly
193  *      protects all of its vdev child zios, which do not hold SCL_ZIO.
194  *
195  * SCL_FREE
196  *      Protects changes to metaslab groups and classes.
197  *      Held as reader by metaslab_free().  SCL_FREE is distinct from
198  *      SCL_ALLOC, and lower than SCL_ZIO, so that we can safely free
199  *      blocks in zio_done() while another i/o that holds either
200  *      SCL_ALLOC or SCL_ZIO is waiting for this i/o to complete.
201  *
202  * SCL_VDEV
203  *      Held as reader to prevent changes to the vdev tree during trivial
204  *      inquiries such as bp_get_dsize().  SCL_VDEV is distinct from the
205  *      other locks, and lower than all of them, to ensure that it's safe
206  *      to acquire regardless of caller context.
207  *
208  * In addition, the following rules apply:
209  *
210  * (a)  spa_props_lock protects pool properties, spa_config and spa_config_list.
211  *      The lock ordering is SCL_CONFIG > spa_props_lock.
212  *
213  * (b)  I/O operations on leaf vdevs.  For any zio operation that takes
214  *      an explicit vdev_t argument -- such as zio_ioctl(), zio_read_phys(),
215  *      or zio_write_phys() -- the caller must ensure that the config cannot
216  *      cannot change in the interim, and that the vdev cannot be reopened.
217  *      SCL_STATE as reader suffices for both.
218  *
219  * The vdev configuration is protected by spa_vdev_enter() / spa_vdev_exit().
220  *
221  *      spa_vdev_enter()        Acquire the namespace lock and the config lock
222  *                              for writing.
223  *
224  *      spa_vdev_exit()         Release the config lock, wait for all I/O
225  *                              to complete, sync the updated configs to the
226  *                              cache, and release the namespace lock.
227  *
228  * vdev state is protected by spa_vdev_state_enter() / spa_vdev_state_exit().
229  * Like spa_vdev_enter/exit, these are convenience wrappers -- the actual
230  * locking is, always, based on spa_namespace_lock and spa_config_lock[].
231  *
232  * spa_rename() is also implemented within this file since it requires
233  * manipulation of the namespace.
234  */
235
236 static avl_tree_t spa_namespace_avl;
237 kmutex_t spa_namespace_lock;
238 static kcondvar_t spa_namespace_cv;
239 static int spa_active_count;
240 int spa_max_replication_override = SPA_DVAS_PER_BP;
241
242 static kmutex_t spa_spare_lock;
243 static avl_tree_t spa_spare_avl;
244 static kmutex_t spa_l2cache_lock;
245 static avl_tree_t spa_l2cache_avl;
246
247 kmem_cache_t *spa_buffer_pool;
248 int spa_mode_global;
249
250 #ifdef ZFS_DEBUG
251 /*
252  * Everything except dprintf, spa, and indirect_remap is on by default
253  * in debug builds.
254  */
255 int zfs_flags = ~(ZFS_DEBUG_DPRINTF | ZFS_DEBUG_SPA | ZFS_DEBUG_INDIRECT_REMAP);
256 #else
257 int zfs_flags = 0;
258 #endif
259
260 /*
261  * zfs_recover can be set to nonzero to attempt to recover from
262  * otherwise-fatal errors, typically caused by on-disk corruption.  When
263  * set, calls to zfs_panic_recover() will turn into warning messages.
264  * This should only be used as a last resort, as it typically results
265  * in leaked space, or worse.
266  */
267 boolean_t zfs_recover = B_FALSE;
268
269 /*
270  * If destroy encounters an EIO while reading metadata (e.g. indirect
271  * blocks), space referenced by the missing metadata can not be freed.
272  * Normally this causes the background destroy to become "stalled", as
273  * it is unable to make forward progress.  While in this stalled state,
274  * all remaining space to free from the error-encountering filesystem is
275  * "temporarily leaked".  Set this flag to cause it to ignore the EIO,
276  * permanently leak the space from indirect blocks that can not be read,
277  * and continue to free everything else that it can.
278  *
279  * The default, "stalling" behavior is useful if the storage partially
280  * fails (i.e. some but not all i/os fail), and then later recovers.  In
281  * this case, we will be able to continue pool operations while it is
282  * partially failed, and when it recovers, we can continue to free the
283  * space, with no leaks.  However, note that this case is actually
284  * fairly rare.
285  *
286  * Typically pools either (a) fail completely (but perhaps temporarily,
287  * e.g. a top-level vdev going offline), or (b) have localized,
288  * permanent errors (e.g. disk returns the wrong data due to bit flip or
289  * firmware bug).  In case (a), this setting does not matter because the
290  * pool will be suspended and the sync thread will not be able to make
291  * forward progress regardless.  In case (b), because the error is
292  * permanent, the best we can do is leak the minimum amount of space,
293  * which is what setting this flag will do.  Therefore, it is reasonable
294  * for this flag to normally be set, but we chose the more conservative
295  * approach of not setting it, so that there is no possibility of
296  * leaking space in the "partial temporary" failure case.
297  */
298 boolean_t zfs_free_leak_on_eio = B_FALSE;
299
300 /*
301  * Expiration time in milliseconds. This value has two meanings. First it is
302  * used to determine when the spa_deadman() logic should fire. By default the
303  * spa_deadman() will fire if spa_sync() has not completed in 1000 seconds.
304  * Secondly, the value determines if an I/O is considered "hung". Any I/O that
305  * has not completed in zfs_deadman_synctime_ms is considered "hung" resulting
306  * in a system panic.
307  */
308 uint64_t zfs_deadman_synctime_ms = 1000000ULL;
309
310 /*
311  * Check time in milliseconds. This defines the frequency at which we check
312  * for hung I/O.
313  */
314 uint64_t zfs_deadman_checktime_ms = 5000ULL;
315
316 /*
317  * Default value of -1 for zfs_deadman_enabled is resolved in
318  * zfs_deadman_init()
319  */
320 int zfs_deadman_enabled = -1;
321
322 /*
323  * The worst case is single-sector max-parity RAID-Z blocks, in which
324  * case the space requirement is exactly (VDEV_RAIDZ_MAXPARITY + 1)
325  * times the size; so just assume that.  Add to this the fact that
326  * we can have up to 3 DVAs per bp, and one more factor of 2 because
327  * the block may be dittoed with up to 3 DVAs by ddt_sync().  All together,
328  * the worst case is:
329  *     (VDEV_RAIDZ_MAXPARITY + 1) * SPA_DVAS_PER_BP * 2 == 24
330  */
331 int spa_asize_inflation = 24;
332
333 #if defined(__FreeBSD__) && defined(_KERNEL)
334 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
335 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, recover, CTLFLAG_RWTUN, &zfs_recover, 0,
336     "Try to recover from otherwise-fatal errors.");
337
338 static int
339 sysctl_vfs_zfs_debug_flags(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
340 {
341         int err, val;
342
343         val = zfs_flags;
344         err = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
345         if (err != 0 || req->newptr == NULL)
346                 return (err);
347
348         /*
349          * ZFS_DEBUG_MODIFY must be enabled prior to boot so all
350          * arc buffers in the system have the necessary additional
351          * checksum data.  However, it is safe to disable at any
352          * time.
353          */
354         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_MODIFY))
355                 val &= ~ZFS_DEBUG_MODIFY;
356         zfs_flags = val;
357
358         return (0);
359 }
360
361 SYSCTL_PROC(_vfs_zfs, OID_AUTO, debugflags,
362     CTLTYPE_UINT | CTLFLAG_MPSAFE | CTLFLAG_RWTUN, 0, sizeof(int),
363     sysctl_vfs_zfs_debug_flags, "IU", "Debug flags for ZFS testing.");
364
365 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, deadman_synctime_ms, CTLFLAG_RDTUN,
366     &zfs_deadman_synctime_ms, 0,
367     "Stalled ZFS I/O expiration time in milliseconds");
368 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, deadman_checktime_ms, CTLFLAG_RDTUN,
369     &zfs_deadman_checktime_ms, 0,
370     "Period of checks for stalled ZFS I/O in milliseconds");
371 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, deadman_enabled, CTLFLAG_RDTUN,
372     &zfs_deadman_enabled, 0, "Kernel panic on stalled ZFS I/O");
373 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, spa_asize_inflation, CTLFLAG_RWTUN,
374     &spa_asize_inflation, 0, "Worst case inflation factor for single sector writes");
375 #endif
376
377 #ifndef illumos
378 #ifdef _KERNEL
379 static void
380 zfs_deadman_init()
381 {
382         /*
383          * If we are not i386 or amd64 or in a virtual machine,
384          * disable ZFS deadman thread by default
385          */
386         if (zfs_deadman_enabled == -1) {
387 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
388                 zfs_deadman_enabled = (vm_guest == VM_GUEST_NO) ? 1 : 0;
389 #else
390                 zfs_deadman_enabled = 0;
391 #endif
392         }
393 }
394 #endif  /* _KERNEL */
395 #endif  /* !illumos */
396
397 /*
398  * Normally, we don't allow the last 3.2% (1/(2^spa_slop_shift)) of space in
399  * the pool to be consumed.  This ensures that we don't run the pool
400  * completely out of space, due to unaccounted changes (e.g. to the MOS).
401  * It also limits the worst-case time to allocate space.  If we have
402  * less than this amount of free space, most ZPL operations (e.g. write,
403  * create) will return ENOSPC.
404  *
405  * Certain operations (e.g. file removal, most administrative actions) can
406  * use half the slop space.  They will only return ENOSPC if less than half
407  * the slop space is free.  Typically, once the pool has less than the slop
408  * space free, the user will use these operations to free up space in the pool.
409  * These are the operations that call dsl_pool_adjustedsize() with the netfree
410  * argument set to TRUE.
411  *
412  * Operations that are almost guaranteed to free up space in the absence of
413  * a pool checkpoint can use up to three quarters of the slop space
414  * (e.g zfs destroy).
415  *
416  * A very restricted set of operations are always permitted, regardless of
417  * the amount of free space.  These are the operations that call
418  * dsl_sync_task(ZFS_SPACE_CHECK_NONE). If these operations result in a net
419  * increase in the amount of space used, it is possible to run the pool
420  * completely out of space, causing it to be permanently read-only.
421  *
422  * Note that on very small pools, the slop space will be larger than
423  * 3.2%, in an effort to have it be at least spa_min_slop (128MB),
424  * but we never allow it to be more than half the pool size.
425  *
426  * See also the comments in zfs_space_check_t.
427  */
428 int spa_slop_shift = 5;
429 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, spa_slop_shift, CTLFLAG_RWTUN,
430     &spa_slop_shift, 0,
431     "Shift value of reserved space (1/(2^spa_slop_shift)).");
432 uint64_t spa_min_slop = 128 * 1024 * 1024;
433 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, spa_min_slop, CTLFLAG_RWTUN,
434     &spa_min_slop, 0,
435     "Minimal value of reserved space");
436
437 int spa_allocators = 4;
438
439 /*PRINTFLIKE2*/
440 void
441 spa_load_failed(spa_t *spa, const char *fmt, ...)
442 {
443         va_list adx;
444         char buf[256];
445
446         va_start(adx, fmt);
447         (void) vsnprintf(buf, sizeof (buf), fmt, adx);
448         va_end(adx);
449
450         zfs_dbgmsg("spa_load(%s, config %s): FAILED: %s", spa->spa_name,
451             spa->spa_trust_config ? "trusted" : "untrusted", buf);
452 }
453
454 /*PRINTFLIKE2*/
455 void
456 spa_load_note(spa_t *spa, const char *fmt, ...)
457 {
458         va_list adx;
459         char buf[256];
460
461         va_start(adx, fmt);
462         (void) vsnprintf(buf, sizeof (buf), fmt, adx);
463         va_end(adx);
464
465         zfs_dbgmsg("spa_load(%s, config %s): %s", spa->spa_name,
466             spa->spa_trust_config ? "trusted" : "untrusted", buf);
467 }
468
469 /*
470  * ==========================================================================
471  * SPA config locking
472  * ==========================================================================
473  */
474 static void
475 spa_config_lock_init(spa_t *spa)
476 {
477         for (int i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
478                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
479                 mutex_init(&scl->scl_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
480                 cv_init(&scl->scl_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
481                 refcount_create_untracked(&scl->scl_count);
482                 scl->scl_writer = NULL;
483                 scl->scl_write_wanted = 0;
484         }
485 }
486
487 static void
488 spa_config_lock_destroy(spa_t *spa)
489 {
490         for (int i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
491                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
492                 mutex_destroy(&scl->scl_lock);
493                 cv_destroy(&scl->scl_cv);
494                 refcount_destroy(&scl->scl_count);
495                 ASSERT(scl->scl_writer == NULL);
496                 ASSERT(scl->scl_write_wanted == 0);
497         }
498 }
499
500 int
501 spa_config_tryenter(spa_t *spa, int locks, void *tag, krw_t rw)
502 {
503         for (int i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
504                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
505                 if (!(locks & (1 << i)))
506                         continue;
507                 mutex_enter(&scl->scl_lock);
508                 if (rw == RW_READER) {
509                         if (scl->scl_writer || scl->scl_write_wanted) {
510                                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
511                                 spa_config_exit(spa, locks & ((1 << i) - 1),
512                                     tag);
513                                 return (0);
514                         }
515                 } else {
516                         ASSERT(scl->scl_writer != curthread);
517                         if (!refcount_is_zero(&scl->scl_count)) {
518                                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
519                                 spa_config_exit(spa, locks & ((1 << i) - 1),
520                                     tag);
521                                 return (0);
522                         }
523                         scl->scl_writer = curthread;
524                 }
525                 (void) refcount_add(&scl->scl_count, tag);
526                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
527         }
528         return (1);
529 }
530
531 void
532 spa_config_enter(spa_t *spa, int locks, void *tag, krw_t rw)
533 {
534         int wlocks_held = 0;
535
536         ASSERT3U(SCL_LOCKS, <, sizeof (wlocks_held) * NBBY);
537
538         for (int i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
539                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
540                 if (scl->scl_writer == curthread)
541                         wlocks_held |= (1 << i);
542                 if (!(locks & (1 << i)))
543                         continue;
544                 mutex_enter(&scl->scl_lock);
545                 if (rw == RW_READER) {
546                         while (scl->scl_writer || scl->scl_write_wanted) {
547                                 cv_wait(&scl->scl_cv, &scl->scl_lock);
548                         }
549                 } else {
550                         ASSERT(scl->scl_writer != curthread);
551                         while (!refcount_is_zero(&scl->scl_count)) {
552                                 scl->scl_write_wanted++;
553                                 cv_wait(&scl->scl_cv, &scl->scl_lock);
554                                 scl->scl_write_wanted--;
555                         }
556                         scl->scl_writer = curthread;
557                 }
558                 (void) refcount_add(&scl->scl_count, tag);
559                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
560         }
561         ASSERT3U(wlocks_held, <=, locks);
562 }
563
564 void
565 spa_config_exit(spa_t *spa, int locks, void *tag)
566 {
567         for (int i = SCL_LOCKS - 1; i >= 0; i--) {
568                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
569                 if (!(locks & (1 << i)))
570                         continue;
571                 mutex_enter(&scl->scl_lock);
572                 ASSERT(!refcount_is_zero(&scl->scl_count));
573                 if (refcount_remove(&scl->scl_count, tag) == 0) {
574                         ASSERT(scl->scl_writer == NULL ||
575                             scl->scl_writer == curthread);
576                         scl->scl_writer = NULL; /* OK in either case */
577                         cv_broadcast(&scl->scl_cv);
578                 }
579                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
580         }
581 }
582
583 int
584 spa_config_held(spa_t *spa, int locks, krw_t rw)
585 {
586         int locks_held = 0;
587
588         for (int i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
589                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
590                 if (!(locks & (1 << i)))
591                         continue;
592                 if ((rw == RW_READER && !refcount_is_zero(&scl->scl_count)) ||
593                     (rw == RW_WRITER && scl->scl_writer == curthread))
594                         locks_held |= 1 << i;
595         }
596
597         return (locks_held);
598 }
599
600 /*
601  * ==========================================================================
602  * SPA namespace functions
603  * ==========================================================================
604  */
605
606 /*
607  * Lookup the named spa_t in the AVL tree.  The spa_namespace_lock must be held.
608  * Returns NULL if no matching spa_t is found.
609  */
610 spa_t *
611 spa_lookup(const char *name)
612 {
613         static spa_t search;    /* spa_t is large; don't allocate on stack */
614         spa_t *spa;
615         avl_index_t where;
616         char *cp;
617
618         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
619
620         (void) strlcpy(search.spa_name, name, sizeof (search.spa_name));
621
622         /*
623          * If it's a full dataset name, figure out the pool name and
624          * just use that.
625          */
626         cp = strpbrk(search.spa_name, "/@#");
627         if (cp != NULL)
628                 *cp = '\0';
629
630         spa = avl_find(&spa_namespace_avl, &search, &where);
631
632         return (spa);
633 }
634
635 /*
636  * Fires when spa_sync has not completed within zfs_deadman_synctime_ms.
637  * If the zfs_deadman_enabled flag is set then it inspects all vdev queues
638  * looking for potentially hung I/Os.
639  */
640 static void
641 spa_deadman(void *arg, int pending)
642 {
643         spa_t *spa = arg;
644
645         /*
646          * Disable the deadman timer if the pool is suspended.
647          */
648         if (spa_suspended(spa)) {
649 #ifdef illumos
650                 VERIFY(cyclic_reprogram(spa->spa_deadman_cycid, CY_INFINITY));
651 #else
652                 /* Nothing.  just don't schedule any future callouts. */
653 #endif
654                 return;
655         }
656
657         zfs_dbgmsg("slow spa_sync: started %llu seconds ago, calls %llu",
658             (gethrtime() - spa->spa_sync_starttime) / NANOSEC,
659             ++spa->spa_deadman_calls);
660         if (zfs_deadman_enabled)
661                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev);
662 #ifdef __FreeBSD__
663 #ifdef _KERNEL
664         callout_schedule(&spa->spa_deadman_cycid,
665             hz * zfs_deadman_checktime_ms / MILLISEC);
666 #endif
667 #endif
668 }
669
670 #if defined(__FreeBSD__) && defined(_KERNEL)
671 static void
672 spa_deadman_timeout(void *arg)
673 {
674         spa_t *spa = arg;
675
676         taskqueue_enqueue(taskqueue_thread, &spa->spa_deadman_task);
677 }
678 #endif
679
680 /*
681  * Create an uninitialized spa_t with the given name.  Requires
682  * spa_namespace_lock.  The caller must ensure that the spa_t doesn't already
683  * exist by calling spa_lookup() first.
684  */
685 spa_t *
686 spa_add(const char *name, nvlist_t *config, const char *altroot)
687 {
688         spa_t *spa;
689         spa_config_dirent_t *dp;
690 #ifdef illumos
691         cyc_handler_t hdlr;
692         cyc_time_t when;
693 #endif
694
695         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
696
697         spa = kmem_zalloc(sizeof (spa_t), KM_SLEEP);
698
699         mutex_init(&spa->spa_async_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
700         mutex_init(&spa->spa_errlist_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
701         mutex_init(&spa->spa_errlog_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
702         mutex_init(&spa->spa_evicting_os_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
703         mutex_init(&spa->spa_history_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
704         mutex_init(&spa->spa_proc_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
705         mutex_init(&spa->spa_props_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
706         mutex_init(&spa->spa_cksum_tmpls_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
707         mutex_init(&spa->spa_scrub_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
708         mutex_init(&spa->spa_suspend_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
709         mutex_init(&spa->spa_vdev_top_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
710
711         cv_init(&spa->spa_async_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
712         cv_init(&spa->spa_evicting_os_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
713         cv_init(&spa->spa_proc_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
714         cv_init(&spa->spa_scrub_io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
715         cv_init(&spa->spa_suspend_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
716
717         for (int t = 0; t < TXG_SIZE; t++)
718                 bplist_create(&spa->spa_free_bplist[t]);
719
720         (void) strlcpy(spa->spa_name, name, sizeof (spa->spa_name));
721         spa->spa_state = POOL_STATE_UNINITIALIZED;
722         spa->spa_freeze_txg = UINT64_MAX;
723         spa->spa_final_txg = UINT64_MAX;
724         spa->spa_load_max_txg = UINT64_MAX;
725         spa->spa_proc = &p0;
726         spa->spa_proc_state = SPA_PROC_NONE;
727         spa->spa_trust_config = B_TRUE;
728
729 #ifdef illumos
730         hdlr.cyh_func = spa_deadman;
731         hdlr.cyh_arg = spa;
732         hdlr.cyh_level = CY_LOW_LEVEL;
733 #endif
734
735         spa->spa_deadman_synctime = MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
736
737 #ifdef illumos
738         /*
739          * This determines how often we need to check for hung I/Os after
740          * the cyclic has already fired. Since checking for hung I/Os is
741          * an expensive operation we don't want to check too frequently.
742          * Instead wait for 5 seconds before checking again.
743          */
744         when.cyt_interval = MSEC2NSEC(zfs_deadman_checktime_ms);
745         when.cyt_when = CY_INFINITY;
746         mutex_enter(&cpu_lock);
747         spa->spa_deadman_cycid = cyclic_add(&hdlr, &when);
748         mutex_exit(&cpu_lock);
749 #else   /* !illumos */
750 #ifdef _KERNEL
751         /*
752          * callout(9) does not provide a way to initialize a callout with
753          * a function and an argument, so we use callout_reset() to schedule
754          * the callout in the very distant future.  Even if that event ever
755          * fires, it should be okayas we won't have any active zio-s.
756          * But normally spa_sync() will reschedule the callout with a proper
757          * timeout.
758          * callout(9) does not allow the callback function to sleep but
759          * vdev_deadman() needs to acquire vq_lock and illumos mutexes are
760          * emulated using sx(9).  For this reason spa_deadman_timeout()
761          * will schedule spa_deadman() as task on a taskqueue that allows
762          * sleeping.
763          */
764         TASK_INIT(&spa->spa_deadman_task, 0, spa_deadman, spa);
765         callout_init(&spa->spa_deadman_cycid, 1);
766         callout_reset_sbt(&spa->spa_deadman_cycid, SBT_MAX, 0,
767             spa_deadman_timeout, spa, 0);
768 #endif
769 #endif
770         refcount_create(&spa->spa_refcount);
771         spa_config_lock_init(spa);
772
773         avl_add(&spa_namespace_avl, spa);
774
775         /*
776          * Set the alternate root, if there is one.
777          */
778         if (altroot) {
779                 spa->spa_root = spa_strdup(altroot);
780                 spa_active_count++;
781         }
782
783         spa->spa_alloc_count = spa_allocators;
784         spa->spa_alloc_locks = kmem_zalloc(spa->spa_alloc_count *
785             sizeof (kmutex_t), KM_SLEEP);
786         spa->spa_alloc_trees = kmem_zalloc(spa->spa_alloc_count *
787             sizeof (avl_tree_t), KM_SLEEP);
788         for (int i = 0; i < spa->spa_alloc_count; i++) {
789                 mutex_init(&spa->spa_alloc_locks[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
790                 avl_create(&spa->spa_alloc_trees[i], zio_bookmark_compare,
791                     sizeof (zio_t), offsetof(zio_t, io_alloc_node));
792         }
793
794         /*
795          * Every pool starts with the default cachefile
796          */
797         list_create(&spa->spa_config_list, sizeof (spa_config_dirent_t),
798             offsetof(spa_config_dirent_t, scd_link));
799
800         dp = kmem_zalloc(sizeof (spa_config_dirent_t), KM_SLEEP);
801         dp->scd_path = altroot ? NULL : spa_strdup(spa_config_path);
802         list_insert_head(&spa->spa_config_list, dp);
803
804         VERIFY(nvlist_alloc(&spa->spa_load_info, NV_UNIQUE_NAME,
805             KM_SLEEP) == 0);
806
807         if (config != NULL) {
808                 nvlist_t *features;
809
810                 if (nvlist_lookup_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_FEATURES_FOR_READ,
811                     &features) == 0) {
812                         VERIFY(nvlist_dup(features, &spa->spa_label_features,
813                             0) == 0);
814                 }
815
816                 VERIFY(nvlist_dup(config, &spa->spa_config, 0) == 0);
817         }
818
819         if (spa->spa_label_features == NULL) {
820                 VERIFY(nvlist_alloc(&spa->spa_label_features, NV_UNIQUE_NAME,
821                     KM_SLEEP) == 0);
822         }
823
824         spa->spa_debug = ((zfs_flags & ZFS_DEBUG_SPA) != 0);
825
826         spa->spa_min_ashift = INT_MAX;
827         spa->spa_max_ashift = 0;
828
829         /*
830          * As a pool is being created, treat all features as disabled by
831          * setting SPA_FEATURE_DISABLED for all entries in the feature
832          * refcount cache.
833          */
834         for (int i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
835                 spa->spa_feat_refcount_cache[i] = SPA_FEATURE_DISABLED;
836         }
837
838         return (spa);
839 }
840
841 /*
842  * Removes a spa_t from the namespace, freeing up any memory used.  Requires
843  * spa_namespace_lock.  This is called only after the spa_t has been closed and
844  * deactivated.
845  */
846 void
847 spa_remove(spa_t *spa)
848 {
849         spa_config_dirent_t *dp;
850
851         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
852         ASSERT(spa->spa_state == POOL_STATE_UNINITIALIZED);
853         ASSERT3U(refcount_count(&spa->spa_refcount), ==, 0);
854
855         nvlist_free(spa->spa_config_splitting);
856
857         avl_remove(&spa_namespace_avl, spa);
858         cv_broadcast(&spa_namespace_cv);
859
860         if (spa->spa_root) {
861                 spa_strfree(spa->spa_root);
862                 spa_active_count--;
863         }
864
865         while ((dp = list_head(&spa->spa_config_list)) != NULL) {
866                 list_remove(&spa->spa_config_list, dp);
867                 if (dp->scd_path != NULL)
868                         spa_strfree(dp->scd_path);
869                 kmem_free(dp, sizeof (spa_config_dirent_t));
870         }
871
872         for (int i = 0; i < spa->spa_alloc_count; i++) {
873                 avl_destroy(&spa->spa_alloc_trees[i]);
874                 mutex_destroy(&spa->spa_alloc_locks[i]);
875         }
876         kmem_free(spa->spa_alloc_locks, spa->spa_alloc_count *
877             sizeof (kmutex_t));
878         kmem_free(spa->spa_alloc_trees, spa->spa_alloc_count *
879             sizeof (avl_tree_t));
880
881         list_destroy(&spa->spa_config_list);
882
883         nvlist_free(spa->spa_label_features);
884         nvlist_free(spa->spa_load_info);
885         spa_config_set(spa, NULL);
886
887 #ifdef illumos
888         mutex_enter(&cpu_lock);
889         if (spa->spa_deadman_cycid != CYCLIC_NONE)
890                 cyclic_remove(spa->spa_deadman_cycid);
891         mutex_exit(&cpu_lock);
892         spa->spa_deadman_cycid = CYCLIC_NONE;
893 #else   /* !illumos */
894 #ifdef _KERNEL
895         callout_drain(&spa->spa_deadman_cycid);
896         taskqueue_drain(taskqueue_thread, &spa->spa_deadman_task);
897 #endif
898 #endif
899
900         refcount_destroy(&spa->spa_refcount);
901
902         spa_config_lock_destroy(spa);
903
904         for (int t = 0; t < TXG_SIZE; t++)
905                 bplist_destroy(&spa->spa_free_bplist[t]);
906
907         zio_checksum_templates_free(spa);
908
909         cv_destroy(&spa->spa_async_cv);
910         cv_destroy(&spa->spa_evicting_os_cv);
911         cv_destroy(&spa->spa_proc_cv);
912         cv_destroy(&spa->spa_scrub_io_cv);
913         cv_destroy(&spa->spa_suspend_cv);
914
915         mutex_destroy(&spa->spa_async_lock);
916         mutex_destroy(&spa->spa_errlist_lock);
917         mutex_destroy(&spa->spa_errlog_lock);
918         mutex_destroy(&spa->spa_evicting_os_lock);
919         mutex_destroy(&spa->spa_history_lock);
920         mutex_destroy(&spa->spa_proc_lock);
921         mutex_destroy(&spa->spa_props_lock);
922         mutex_destroy(&spa->spa_cksum_tmpls_lock);
923         mutex_destroy(&spa->spa_scrub_lock);
924         mutex_destroy(&spa->spa_suspend_lock);
925         mutex_destroy(&spa->spa_vdev_top_lock);
926
927         kmem_free(spa, sizeof (spa_t));
928 }
929
930 /*
931  * Given a pool, return the next pool in the namespace, or NULL if there is
932  * none.  If 'prev' is NULL, return the first pool.
933  */
934 spa_t *
935 spa_next(spa_t *prev)
936 {
937         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
938
939         if (prev)
940                 return (AVL_NEXT(&spa_namespace_avl, prev));
941         else
942                 return (avl_first(&spa_namespace_avl));
943 }
944
945 /*
946  * ==========================================================================
947  * SPA refcount functions
948  * ==========================================================================
949  */
950
951 /*
952  * Add a reference to the given spa_t.  Must have at least one reference, or
953  * have the namespace lock held.
954  */
955 void
956 spa_open_ref(spa_t *spa, void *tag)
957 {
958         ASSERT(refcount_count(&spa->spa_refcount) >= spa->spa_minref ||
959             MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
960         (void) refcount_add(&spa->spa_refcount, tag);
961 }
962
963 /*
964  * Remove a reference to the given spa_t.  Must have at least one reference, or
965  * have the namespace lock held.
966  */
967 void
968 spa_close(spa_t *spa, void *tag)
969 {
970         ASSERT(refcount_count(&spa->spa_refcount) > spa->spa_minref ||
971             MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
972         (void) refcount_remove(&spa->spa_refcount, tag);
973 }
974
975 /*
976  * Remove a reference to the given spa_t held by a dsl dir that is
977  * being asynchronously released.  Async releases occur from a taskq
978  * performing eviction of dsl datasets and dirs.  The namespace lock
979  * isn't held and the hold by the object being evicted may contribute to
980  * spa_minref (e.g. dataset or directory released during pool export),
981  * so the asserts in spa_close() do not apply.
982  */
983 void
984 spa_async_close(spa_t *spa, void *tag)
985 {
986         (void) refcount_remove(&spa->spa_refcount, tag);
987 }
988
989 /*
990  * Check to see if the spa refcount is zero.  Must be called with
991  * spa_namespace_lock held.  We really compare against spa_minref, which is the
992  * number of references acquired when opening a pool
993  */
994 boolean_t
995 spa_refcount_zero(spa_t *spa)
996 {
997         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
998
999         return (refcount_count(&spa->spa_refcount) == spa->spa_minref);
1000 }
1001
1002 /*
1003  * ==========================================================================
1004  * SPA spare and l2cache tracking
1005  * ==========================================================================
1006  */
1007
1008 /*
1009  * Hot spares and cache devices are tracked using the same code below,
1010  * for 'auxiliary' devices.
1011  */
1012
1013 typedef struct spa_aux {
1014         uint64_t        aux_guid;
1015         uint64_t        aux_pool;
1016         avl_node_t      aux_avl;
1017         int             aux_count;
1018 } spa_aux_t;
1019
1020 static int
1021 spa_aux_compare(const void *a, const void *b)
1022 {
1023         const spa_aux_t *sa = a;
1024         const spa_aux_t *sb = b;
1025
1026         if (sa->aux_guid < sb->aux_guid)
1027                 return (-1);
1028         else if (sa->aux_guid > sb->aux_guid)
1029                 return (1);
1030         else
1031                 return (0);
1032 }
1033
1034 void
1035 spa_aux_add(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
1036 {
1037         avl_index_t where;
1038         spa_aux_t search;
1039         spa_aux_t *aux;
1040
1041         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
1042         if ((aux = avl_find(avl, &search, &where)) != NULL) {
1043                 aux->aux_count++;
1044         } else {
1045                 aux = kmem_zalloc(sizeof (spa_aux_t), KM_SLEEP);
1046                 aux->aux_guid = vd->vdev_guid;
1047                 aux->aux_count = 1;
1048                 avl_insert(avl, aux, where);
1049         }
1050 }
1051
1052 void
1053 spa_aux_remove(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
1054 {
1055         spa_aux_t search;
1056         spa_aux_t *aux;
1057         avl_index_t where;
1058
1059         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
1060         aux = avl_find(avl, &search, &where);
1061
1062         ASSERT(aux != NULL);
1063
1064         if (--aux->aux_count == 0) {
1065                 avl_remove(avl, aux);
1066                 kmem_free(aux, sizeof (spa_aux_t));
1067         } else if (aux->aux_pool == spa_guid(vd->vdev_spa)) {
1068                 aux->aux_pool = 0ULL;
1069         }
1070 }
1071
1072 boolean_t
1073 spa_aux_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool, int *refcnt, avl_tree_t *avl)
1074 {
1075         spa_aux_t search, *found;
1076
1077         search.aux_guid = guid;
1078         found = avl_find(avl, &search, NULL);
1079
1080         if (pool) {
1081                 if (found)
1082                         *pool = found->aux_pool;
1083                 else
1084                         *pool = 0ULL;
1085         }
1086
1087         if (refcnt) {
1088                 if (found)
1089                         *refcnt = found->aux_count;
1090                 else
1091                         *refcnt = 0;
1092         }
1093
1094         return (found != NULL);
1095 }
1096
1097 void
1098 spa_aux_activate(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
1099 {
1100         spa_aux_t search, *found;
1101         avl_index_t where;
1102
1103         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
1104         found = avl_find(avl, &search, &where);
1105         ASSERT(found != NULL);
1106         ASSERT(found->aux_pool == 0ULL);
1107
1108         found->aux_pool = spa_guid(vd->vdev_spa);
1109 }
1110
1111 /*
1112  * Spares are tracked globally due to the following constraints:
1113  *
1114  *      - A spare may be part of multiple pools.
1115  *      - A spare may be added to a pool even if it's actively in use within
1116  *        another pool.
1117  *      - A spare in use in any pool can only be the source of a replacement if
1118  *        the target is a spare in the same pool.
1119  *
1120  * We keep track of all spares on the system through the use of a reference
1121  * counted AVL tree.  When a vdev is added as a spare, or used as a replacement
1122  * spare, then we bump the reference count in the AVL tree.  In addition, we set
1123  * the 'vdev_isspare' member to indicate that the device is a spare (active or
1124  * inactive).  When a spare is made active (used to replace a device in the
1125  * pool), we also keep track of which pool its been made a part of.
1126  *
1127  * The 'spa_spare_lock' protects the AVL tree.  These functions are normally
1128  * called under the spa_namespace lock as part of vdev reconfiguration.  The
1129  * separate spare lock exists for the status query path, which does not need to
1130  * be completely consistent with respect to other vdev configuration changes.
1131  */
1132
1133 static int
1134 spa_spare_compare(const void *a, const void *b)
1135 {
1136         return (spa_aux_compare(a, b));
1137 }
1138
1139 void
1140 spa_spare_add(vdev_t *vd)
1141 {
1142         mutex_enter(&spa_spare_lock);
1143         ASSERT(!vd->vdev_isspare);
1144         spa_aux_add(vd, &spa_spare_avl);
1145         vd->vdev_isspare = B_TRUE;
1146         mutex_exit(&spa_spare_lock);
1147 }
1148
1149 void
1150 spa_spare_remove(vdev_t *vd)
1151 {
1152         mutex_enter(&spa_spare_lock);
1153         ASSERT(vd->vdev_isspare);
1154         spa_aux_remove(vd, &spa_spare_avl);
1155         vd->vdev_isspare = B_FALSE;
1156         mutex_exit(&spa_spare_lock);
1157 }
1158
1159 boolean_t
1160 spa_spare_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool, int *refcnt)
1161 {
1162         boolean_t found;
1163
1164         mutex_enter(&spa_spare_lock);
1165         found = spa_aux_exists(guid, pool, refcnt, &spa_spare_avl);
1166         mutex_exit(&spa_spare_lock);
1167
1168         return (found);
1169 }
1170
1171 void
1172 spa_spare_activate(vdev_t *vd)
1173 {
1174         mutex_enter(&spa_spare_lock);
1175         ASSERT(vd->vdev_isspare);
1176         spa_aux_activate(vd, &spa_spare_avl);
1177         mutex_exit(&spa_spare_lock);
1178 }
1179
1180 /*
1181  * Level 2 ARC devices are tracked globally for the same reasons as spares.
1182  * Cache devices currently only support one pool per cache device, and so
1183  * for these devices the aux reference count is currently unused beyond 1.
1184  */
1185
1186 static int
1187 spa_l2cache_compare(const void *a, const void *b)
1188 {
1189         return (spa_aux_compare(a, b));
1190 }
1191
1192 void
1193 spa_l2cache_add(vdev_t *vd)
1194 {
1195         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
1196         ASSERT(!vd->vdev_isl2cache);
1197         spa_aux_add(vd, &spa_l2cache_avl);
1198         vd->vdev_isl2cache = B_TRUE;
1199         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
1200 }
1201
1202 void
1203 spa_l2cache_remove(vdev_t *vd)
1204 {
1205         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
1206         ASSERT(vd->vdev_isl2cache);
1207         spa_aux_remove(vd, &spa_l2cache_avl);
1208         vd->vdev_isl2cache = B_FALSE;
1209         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
1210 }
1211
1212 boolean_t
1213 spa_l2cache_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool)
1214 {
1215         boolean_t found;
1216
1217         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
1218         found = spa_aux_exists(guid, pool, NULL, &spa_l2cache_avl);
1219         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
1220
1221         return (found);
1222 }
1223
1224 void
1225 spa_l2cache_activate(vdev_t *vd)
1226 {
1227         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
1228         ASSERT(vd->vdev_isl2cache);
1229         spa_aux_activate(vd, &spa_l2cache_avl);
1230         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
1231 }
1232
1233 /*
1234  * ==========================================================================
1235  * SPA vdev locking
1236  * ==========================================================================
1237  */
1238
1239 /*
1240  * Lock the given spa_t for the purpose of adding or removing a vdev.
1241  * Grabs the global spa_namespace_lock plus the spa config lock for writing.
1242  * It returns the next transaction group for the spa_t.
1243  */
1244 uint64_t
1245 spa_vdev_enter(spa_t *spa)
1246 {
1247         mutex_enter(&spa->spa_vdev_top_lock);
1248         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
1249         return (spa_vdev_config_enter(spa));
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Internal implementation for spa_vdev_enter().  Used when a vdev
1254  * operation requires multiple syncs (i.e. removing a device) while
1255  * keeping the spa_namespace_lock held.
1256  */
1257 uint64_t
1258 spa_vdev_config_enter(spa_t *spa)
1259 {
1260         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
1261
1262         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, spa, RW_WRITER);
1263
1264         return (spa_last_synced_txg(spa) + 1);
1265 }
1266
1267 /*
1268  * Used in combination with spa_vdev_config_enter() to allow the syncing
1269  * of multiple transactions without releasing the spa_namespace_lock.
1270  */
1271 void
1272 spa_vdev_config_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t txg, int error, char *tag)
1273 {
1274         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
1275
1276         int config_changed = B_FALSE;
1277
1278         ASSERT(txg > spa_last_synced_txg(spa));
1279
1280         spa->spa_pending_vdev = NULL;
1281
1282         /*
1283          * Reassess the DTLs.
1284          */
1285         vdev_dtl_reassess(spa->spa_root_vdev, 0, 0, B_FALSE);
1286
1287         if (error == 0 && !list_is_empty(&spa->spa_config_dirty_list)) {
1288                 config_changed = B_TRUE;
1289                 spa->spa_config_generation++;
1290         }
1291
1292         /*
1293          * Verify the metaslab classes.
1294          */
1295         ASSERT(metaslab_class_validate(spa_normal_class(spa)) == 0);
1296         ASSERT(metaslab_class_validate(spa_log_class(spa)) == 0);
1297
1298         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, spa);
1299
1300         /*
1301          * Panic the system if the specified tag requires it.  This
1302          * is useful for ensuring that configurations are updated
1303          * transactionally.
1304          */
1305         if (zio_injection_enabled)
1306                 zio_handle_panic_injection(spa, tag, 0);
1307
1308         /*
1309          * Note: this txg_wait_synced() is important because it ensures
1310          * that there won't be more than one config change per txg.
1311          * This allows us to use the txg as the generation number.
1312          */
1313         if (error == 0)
1314                 txg_wait_synced(spa->spa_dsl_pool, txg);
1315
1316         if (vd != NULL) {
1317                 ASSERT(!vd->vdev_detached || vd->vdev_dtl_sm == NULL);
1318                 spa_config_enter(spa, SCL_ALL, spa, RW_WRITER);
1319                 vdev_free(vd);
1320                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, spa);
1321         }
1322
1323         /*
1324          * If the config changed, update the config cache.
1325          */
1326         if (config_changed)
1327                 spa_write_cachefile(spa, B_FALSE, B_TRUE);
1328 }
1329
1330 /*
1331  * Unlock the spa_t after adding or removing a vdev.  Besides undoing the
1332  * locking of spa_vdev_enter(), we also want make sure the transactions have
1333  * synced to disk, and then update the global configuration cache with the new
1334  * information.
1335  */
1336 int
1337 spa_vdev_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t txg, int error)
1338 {
1339         spa_vdev_config_exit(spa, vd, txg, error, FTAG);
1340         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1341         mutex_exit(&spa->spa_vdev_top_lock);
1342
1343         return (error);
1344 }
1345
1346 /*
1347  * Lock the given spa_t for the purpose of changing vdev state.
1348  */
1349 void
1350 spa_vdev_state_enter(spa_t *spa, int oplocks)
1351 {
1352         int locks = SCL_STATE_ALL | oplocks;
1353
1354         /*
1355          * Root pools may need to read of the underlying devfs filesystem
1356          * when opening up a vdev.  Unfortunately if we're holding the
1357          * SCL_ZIO lock it will result in a deadlock when we try to issue
1358          * the read from the root filesystem.  Instead we "prefetch"
1359          * the associated vnodes that we need prior to opening the
1360          * underlying devices and cache them so that we can prevent
1361          * any I/O when we are doing the actual open.
1362          */
1363         if (spa_is_root(spa)) {
1364                 int low = locks & ~(SCL_ZIO - 1);
1365                 int high = locks & ~low;
1366
1367                 spa_config_enter(spa, high, spa, RW_WRITER);
1368                 vdev_hold(spa->spa_root_vdev);
1369                 spa_config_enter(spa, low, spa, RW_WRITER);
1370         } else {
1371                 spa_config_enter(spa, locks, spa, RW_WRITER);
1372         }
1373         spa->spa_vdev_locks = locks;
1374 }
1375
1376 int
1377 spa_vdev_state_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, int error)
1378 {
1379         boolean_t config_changed = B_FALSE;
1380
1381         if (vd != NULL || error == 0)
1382                 vdev_dtl_reassess(vd ? vd->vdev_top : spa->spa_root_vdev,
1383                     0, 0, B_FALSE);
1384
1385         if (vd != NULL) {
1386                 vdev_state_dirty(vd->vdev_top);
1387                 config_changed = B_TRUE;
1388                 spa->spa_config_generation++;
1389         }
1390
1391         if (spa_is_root(spa))
1392                 vdev_rele(spa->spa_root_vdev);
1393
1394         ASSERT3U(spa->spa_vdev_locks, >=, SCL_STATE_ALL);
1395         spa_config_exit(spa, spa->spa_vdev_locks, spa);
1396
1397         /*
1398          * If anything changed, wait for it to sync.  This ensures that,
1399          * from the system administrator's perspective, zpool(1M) commands
1400          * are synchronous.  This is important for things like zpool offline:
1401          * when the command completes, you expect no further I/O from ZFS.
1402          */
1403         if (vd != NULL)
1404                 txg_wait_synced(spa->spa_dsl_pool, 0);
1405
1406         /*
1407          * If the config changed, update the config cache.
1408          */
1409         if (config_changed) {
1410                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
1411                 spa_write_cachefile(spa, B_FALSE, B_TRUE);
1412                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1413         }
1414
1415         return (error);
1416 }
1417
1418 /*
1419  * ==========================================================================
1420  * Miscellaneous functions
1421  * ==========================================================================
1422  */
1423
1424 void
1425 spa_activate_mos_feature(spa_t *spa, const char *feature, dmu_tx_t *tx)
1426 {
1427         if (!nvlist_exists(spa->spa_label_features, feature)) {
1428                 fnvlist_add_boolean(spa->spa_label_features, feature);
1429                 /*
1430                  * When we are creating the pool (tx_txg==TXG_INITIAL), we can't
1431                  * dirty the vdev config because lock SCL_CONFIG is not held.
1432                  * Thankfully, in this case we don't need to dirty the config
1433                  * because it will be written out anyway when we finish
1434                  * creating the pool.
1435                  */
1436                 if (tx->tx_txg != TXG_INITIAL)
1437                         vdev_config_dirty(spa->spa_root_vdev);
1438         }
1439 }
1440
1441 void
1442 spa_deactivate_mos_feature(spa_t *spa, const char *feature)
1443 {
1444         if (nvlist_remove_all(spa->spa_label_features, feature) == 0)
1445                 vdev_config_dirty(spa->spa_root_vdev);
1446 }
1447
1448 /*
1449  * Rename a spa_t.
1450  */
1451 int
1452 spa_rename(const char *name, const char *newname)
1453 {
1454         spa_t *spa;
1455         int err;
1456
1457         /*
1458          * Lookup the spa_t and grab the config lock for writing.  We need to
1459          * actually open the pool so that we can sync out the necessary labels.
1460          * It's OK to call spa_open() with the namespace lock held because we
1461          * allow recursive calls for other reasons.
1462          */
1463         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
1464         if ((err = spa_open(name, &spa, FTAG)) != 0) {
1465                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1466                 return (err);
1467         }
1468
1469         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
1470
1471         avl_remove(&spa_namespace_avl, spa);
1472         (void) strlcpy(spa->spa_name, newname, sizeof (spa->spa_name));
1473         avl_add(&spa_namespace_avl, spa);
1474
1475         /*
1476          * Sync all labels to disk with the new names by marking the root vdev
1477          * dirty and waiting for it to sync.  It will pick up the new pool name
1478          * during the sync.
1479          */
1480         vdev_config_dirty(spa->spa_root_vdev);
1481
1482         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
1483
1484         txg_wait_synced(spa->spa_dsl_pool, 0);
1485
1486         /*
1487          * Sync the updated config cache.
1488          */
1489         spa_write_cachefile(spa, B_FALSE, B_TRUE);
1490
1491         spa_close(spa, FTAG);
1492
1493         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1494
1495         return (0);
1496 }
1497
1498 /*
1499  * Return the spa_t associated with given pool_guid, if it exists.  If
1500  * device_guid is non-zero, determine whether the pool exists *and* contains
1501  * a device with the specified device_guid.
1502  */
1503 spa_t *
1504 spa_by_guid(uint64_t pool_guid, uint64_t device_guid)
1505 {
1506         spa_t *spa;
1507         avl_tree_t *t = &spa_namespace_avl;
1508
1509         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
1510
1511         for (spa = avl_first(t); spa != NULL; spa = AVL_NEXT(t, spa)) {
1512                 if (spa->spa_state == POOL_STATE_UNINITIALIZED)
1513                         continue;
1514                 if (spa->spa_root_vdev == NULL)
1515                         continue;
1516                 if (spa_guid(spa) == pool_guid) {
1517                         if (device_guid == 0)
1518                                 break;
1519
1520                         if (vdev_lookup_by_guid(spa->spa_root_vdev,
1521                             device_guid) != NULL)
1522                                 break;
1523
1524                         /*
1525                          * Check any devices we may be in the process of adding.
1526                          */
1527                         if (spa->spa_pending_vdev) {
1528                                 if (vdev_lookup_by_guid(spa->spa_pending_vdev,
1529                                     device_guid) != NULL)
1530                                         break;
1531                         }
1532                 }
1533         }
1534
1535         return (spa);
1536 }
1537
1538 /*
1539  * Determine whether a pool with the given pool_guid exists.
1540  */
1541 boolean_t
1542 spa_guid_exists(uint64_t pool_guid, uint64_t device_guid)
1543 {
1544         return (spa_by_guid(pool_guid, device_guid) != NULL);
1545 }
1546
1547 char *
1548 spa_strdup(const char *s)
1549 {
1550         size_t len;
1551         char *new;
1552
1553         len = strlen(s);
1554         new = kmem_alloc(len + 1, KM_SLEEP);
1555         bcopy(s, new, len);
1556         new[len] = '\0';
1557
1558         return (new);
1559 }
1560
1561 void
1562 spa_strfree(char *s)
1563 {
1564         kmem_free(s, strlen(s) + 1);
1565 }
1566
1567 uint64_t
1568 spa_get_random(uint64_t range)
1569 {
1570         uint64_t r;
1571
1572         ASSERT(range != 0);
1573
1574         (void) random_get_pseudo_bytes((void *)&r, sizeof (uint64_t));
1575
1576         return (r % range);
1577 }
1578
1579 uint64_t
1580 spa_generate_guid(spa_t *spa)
1581 {
1582         uint64_t guid = spa_get_random(-1ULL);
1583
1584         if (spa != NULL) {
1585                 while (guid == 0 || spa_guid_exists(spa_guid(spa), guid))
1586                         guid = spa_get_random(-1ULL);
1587         } else {
1588                 while (guid == 0 || spa_guid_exists(guid, 0))
1589                         guid = spa_get_random(-1ULL);
1590         }
1591
1592         return (guid);
1593 }
1594
1595 void
1596 snprintf_blkptr(char *buf, size_t buflen, const blkptr_t *bp)
1597 {
1598         char type[256];
1599         char *checksum = NULL;
1600         char *compress = NULL;
1601
1602         if (bp != NULL) {
1603                 if (BP_GET_TYPE(bp) & DMU_OT_NEWTYPE) {
1604                         dmu_object_byteswap_t bswap =
1605                             DMU_OT_BYTESWAP(BP_GET_TYPE(bp));
1606                         (void) snprintf(type, sizeof (type), "bswap %s %s",
1607                             DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) ?
1608                             "metadata" : "data",
1609                             dmu_ot_byteswap[bswap].ob_name);
1610                 } else {
1611                         (void) strlcpy(type, dmu_ot[BP_GET_TYPE(bp)].ot_name,
1612                             sizeof (type));
1613                 }
1614                 if (!BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
1615                         checksum =
1616                             zio_checksum_table[BP_GET_CHECKSUM(bp)].ci_name;
1617                 }
1618                 compress = zio_compress_table[BP_GET_COMPRESS(bp)].ci_name;
1619         }
1620
1621         SNPRINTF_BLKPTR(snprintf, ' ', buf, buflen, bp, type, checksum,
1622             compress);
1623 }
1624
1625 void
1626 spa_freeze(spa_t *spa)
1627 {
1628         uint64_t freeze_txg = 0;
1629
1630         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
1631         if (spa->spa_freeze_txg == UINT64_MAX) {
1632                 freeze_txg = spa_last_synced_txg(spa) + TXG_SIZE;
1633                 spa->spa_freeze_txg = freeze_txg;
1634         }
1635         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
1636         if (freeze_txg != 0)
1637                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), freeze_txg);
1638 }
1639
1640 void
1641 zfs_panic_recover(const char *fmt, ...)
1642 {
1643         va_list adx;
1644
1645         va_start(adx, fmt);
1646         vcmn_err(zfs_recover ? CE_WARN : CE_PANIC, fmt, adx);
1647         va_end(adx);
1648 }
1649
1650 /*
1651  * This is a stripped-down version of strtoull, suitable only for converting
1652  * lowercase hexadecimal numbers that don't overflow.
1653  */
1654 uint64_t
1655 zfs_strtonum(const char *str, char **nptr)
1656 {
1657         uint64_t val = 0;
1658         char c;
1659         int digit;
1660
1661         while ((c = *str) != '\0') {
1662                 if (c >= '0' && c <= '9')
1663                         digit = c - '0';
1664                 else if (c >= 'a' && c <= 'f')
1665                         digit = 10 + c - 'a';
1666                 else
1667                         break;
1668
1669                 val *= 16;
1670                 val += digit;
1671
1672                 str++;
1673         }
1674
1675         if (nptr)
1676                 *nptr = (char *)str;
1677
1678         return (val);
1679 }
1680
1681 /*
1682  * ==========================================================================
1683  * Accessor functions
1684  * ==========================================================================
1685  */
1686
1687 boolean_t
1688 spa_shutting_down(spa_t *spa)
1689 {
1690         return (spa->spa_async_suspended);
1691 }
1692
1693 dsl_pool_t *
1694 spa_get_dsl(spa_t *spa)
1695 {
1696         return (spa->spa_dsl_pool);
1697 }
1698
1699 boolean_t
1700 spa_is_initializing(spa_t *spa)
1701 {
1702         return (spa->spa_is_initializing);
1703 }
1704
1705 boolean_t
1706 spa_indirect_vdevs_loaded(spa_t *spa)
1707 {
1708         return (spa->spa_indirect_vdevs_loaded);
1709 }
1710
1711 blkptr_t *
1712 spa_get_rootblkptr(spa_t *spa)
1713 {
1714         return (&spa->spa_ubsync.ub_rootbp);
1715 }
1716
1717 void
1718 spa_set_rootblkptr(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
1719 {
1720         spa->spa_uberblock.ub_rootbp = *bp;
1721 }
1722
1723 void
1724 spa_altroot(spa_t *spa, char *buf, size_t buflen)
1725 {
1726         if (spa->spa_root == NULL)
1727                 buf[0] = '\0';
1728         else
1729                 (void) strncpy(buf, spa->spa_root, buflen);
1730 }
1731
1732 int
1733 spa_sync_pass(spa_t *spa)
1734 {
1735         return (spa->spa_sync_pass);
1736 }
1737
1738 char *
1739 spa_name(spa_t *spa)
1740 {
1741         return (spa->spa_name);
1742 }
1743
1744 uint64_t
1745 spa_guid(spa_t *spa)
1746 {
1747         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
1748         uint64_t guid;
1749
1750         /*
1751          * If we fail to parse the config during spa_load(), we can go through
1752          * the error path (which posts an ereport) and end up here with no root
1753          * vdev.  We stash the original pool guid in 'spa_config_guid' to handle
1754          * this case.
1755          */
1756         if (spa->spa_root_vdev == NULL)
1757                 return (spa->spa_config_guid);
1758
1759         guid = spa->spa_last_synced_guid != 0 ?
1760             spa->spa_last_synced_guid : spa->spa_root_vdev->vdev_guid;
1761
1762         /*
1763          * Return the most recently synced out guid unless we're
1764          * in syncing context.
1765          */
1766         if (dp && dsl_pool_sync_context(dp))
1767                 return (spa->spa_root_vdev->vdev_guid);
1768         else
1769                 return (guid);
1770 }
1771
1772 uint64_t
1773 spa_load_guid(spa_t *spa)
1774 {
1775         /*
1776          * This is a GUID that exists solely as a reference for the
1777          * purposes of the arc.  It is generated at load time, and
1778          * is never written to persistent storage.
1779          */
1780         return (spa->spa_load_guid);
1781 }
1782
1783 uint64_t
1784 spa_last_synced_txg(spa_t *spa)
1785 {
1786         return (spa->spa_ubsync.ub_txg);
1787 }
1788
1789 uint64_t
1790 spa_first_txg(spa_t *spa)
1791 {
1792         return (spa->spa_first_txg);
1793 }
1794
1795 uint64_t
1796 spa_syncing_txg(spa_t *spa)
1797 {
1798         return (spa->spa_syncing_txg);
1799 }
1800
1801 /*
1802  * Return the last txg where data can be dirtied. The final txgs
1803  * will be used to just clear out any deferred frees that remain.
1804  */
1805 uint64_t
1806 spa_final_dirty_txg(spa_t *spa)
1807 {
1808         return (spa->spa_final_txg - TXG_DEFER_SIZE);
1809 }
1810
1811 pool_state_t
1812 spa_state(spa_t *spa)
1813 {
1814         return (spa->spa_state);
1815 }
1816
1817 spa_load_state_t
1818 spa_load_state(spa_t *spa)
1819 {
1820         return (spa->spa_load_state);
1821 }
1822
1823 uint64_t
1824 spa_freeze_txg(spa_t *spa)
1825 {
1826         return (spa->spa_freeze_txg);
1827 }
1828
1829 /* ARGSUSED */
1830 uint64_t
1831 spa_get_worst_case_asize(spa_t *spa, uint64_t lsize)
1832 {
1833         return (lsize * spa_asize_inflation);
1834 }
1835
1836 /*
1837  * Return the amount of slop space in bytes.  It is 1/32 of the pool (3.2%),
1838  * or at least 128MB, unless that would cause it to be more than half the
1839  * pool size.
1840  *
1841  * See the comment above spa_slop_shift for details.
1842  */
1843 uint64_t
1844 spa_get_slop_space(spa_t *spa)
1845 {
1846         uint64_t space = spa_get_dspace(spa);
1847         return (MAX(space >> spa_slop_shift, MIN(space >> 1, spa_min_slop)));
1848 }
1849
1850 uint64_t
1851 spa_get_dspace(spa_t *spa)
1852 {
1853         return (spa->spa_dspace);
1854 }
1855
1856 uint64_t
1857 spa_get_checkpoint_space(spa_t *spa)
1858 {
1859         return (spa->spa_checkpoint_info.sci_dspace);
1860 }
1861
1862 void
1863 spa_update_dspace(spa_t *spa)
1864 {
1865         spa->spa_dspace = metaslab_class_get_dspace(spa_normal_class(spa)) +
1866             ddt_get_dedup_dspace(spa);
1867         if (spa->spa_vdev_removal != NULL) {
1868                 /*
1869                  * We can't allocate from the removing device, so
1870                  * subtract its size.  This prevents the DMU/DSL from
1871                  * filling up the (now smaller) pool while we are in the
1872                  * middle of removing the device.
1873                  *
1874                  * Note that the DMU/DSL doesn't actually know or care
1875                  * how much space is allocated (it does its own tracking
1876                  * of how much space has been logically used).  So it
1877                  * doesn't matter that the data we are moving may be
1878                  * allocated twice (on the old device and the new
1879                  * device).
1880                  */
1881                 vdev_t *vd = spa->spa_vdev_removal->svr_vdev;
1882                 spa->spa_dspace -= spa_deflate(spa) ?
1883                     vd->vdev_stat.vs_dspace : vd->vdev_stat.vs_space;
1884         }
1885 }
1886
1887 /*
1888  * Return the failure mode that has been set to this pool. The default
1889  * behavior will be to block all I/Os when a complete failure occurs.
1890  */
1891 uint8_t
1892 spa_get_failmode(spa_t *spa)
1893 {
1894         return (spa->spa_failmode);
1895 }
1896
1897 boolean_t
1898 spa_suspended(spa_t *spa)
1899 {
1900         return (spa->spa_suspended);
1901 }
1902
1903 uint64_t
1904 spa_version(spa_t *spa)
1905 {
1906         return (spa->spa_ubsync.ub_version);
1907 }
1908
1909 boolean_t
1910 spa_deflate(spa_t *spa)
1911 {
1912         return (spa->spa_deflate);
1913 }
1914
1915 metaslab_class_t *
1916 spa_normal_class(spa_t *spa)
1917 {
1918         return (spa->spa_normal_class);
1919 }
1920
1921 metaslab_class_t *
1922 spa_log_class(spa_t *spa)
1923 {
1924         return (spa->spa_log_class);
1925 }
1926
1927 void
1928 spa_evicting_os_register(spa_t *spa, objset_t *os)
1929 {
1930         mutex_enter(&spa->spa_evicting_os_lock);
1931         list_insert_head(&spa->spa_evicting_os_list, os);
1932         mutex_exit(&spa->spa_evicting_os_lock);
1933 }
1934
1935 void
1936 spa_evicting_os_deregister(spa_t *spa, objset_t *os)
1937 {
1938         mutex_enter(&spa->spa_evicting_os_lock);
1939         list_remove(&spa->spa_evicting_os_list, os);
1940         cv_broadcast(&spa->spa_evicting_os_cv);
1941         mutex_exit(&spa->spa_evicting_os_lock);
1942 }
1943
1944 void
1945 spa_evicting_os_wait(spa_t *spa)
1946 {
1947         mutex_enter(&spa->spa_evicting_os_lock);
1948         while (!list_is_empty(&spa->spa_evicting_os_list))
1949                 cv_wait(&spa->spa_evicting_os_cv, &spa->spa_evicting_os_lock);
1950         mutex_exit(&spa->spa_evicting_os_lock);
1951
1952         dmu_buf_user_evict_wait();
1953 }
1954
1955 int
1956 spa_max_replication(spa_t *spa)
1957 {
1958         /*
1959          * As of SPA_VERSION == SPA_VERSION_DITTO_BLOCKS, we are able to
1960          * handle BPs with more than one DVA allocated.  Set our max
1961          * replication level accordingly.
1962          */
1963         if (spa_version(spa) < SPA_VERSION_DITTO_BLOCKS)
1964                 return (1);
1965         return (MIN(SPA_DVAS_PER_BP, spa_max_replication_override));
1966 }
1967
1968 int
1969 spa_prev_software_version(spa_t *spa)
1970 {
1971         return (spa->spa_prev_software_version);
1972 }
1973
1974 uint64_t
1975 spa_deadman_synctime(spa_t *spa)
1976 {
1977         return (spa->spa_deadman_synctime);
1978 }
1979
1980 uint64_t
1981 dva_get_dsize_sync(spa_t *spa, const dva_t *dva)
1982 {
1983         uint64_t asize = DVA_GET_ASIZE(dva);
1984         uint64_t dsize = asize;
1985
1986         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1987
1988         if (asize != 0 && spa->spa_deflate) {
1989                 uint64_t vdev = DVA_GET_VDEV(dva);
1990                 vdev_t *vd = vdev_lookup_top(spa, vdev);
1991                 if (vd == NULL) {
1992                         panic(
1993                             "dva_get_dsize_sync(): bad DVA %llu:%llu",
1994                             (u_longlong_t)vdev, (u_longlong_t)asize);
1995                 }
1996                 dsize = (asize >> SPA_MINBLOCKSHIFT) * vd->vdev_deflate_ratio;
1997         }
1998
1999         return (dsize);
2000 }
2001
2002 uint64_t
2003 bp_get_dsize_sync(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
2004 {
2005         uint64_t dsize = 0;
2006
2007         for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(bp); d++)
2008                 dsize += dva_get_dsize_sync(spa, &bp->blk_dva[d]);
2009
2010         return (dsize);
2011 }
2012
2013 uint64_t
2014 bp_get_dsize(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
2015 {
2016         uint64_t dsize = 0;
2017
2018         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2019
2020         for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(bp); d++)
2021                 dsize += dva_get_dsize_sync(spa, &bp->blk_dva[d]);
2022
2023         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2024
2025         return (dsize);
2026 }
2027
2028 /*
2029  * ==========================================================================
2030  * Initialization and Termination
2031  * ==========================================================================
2032  */
2033
2034 static int
2035 spa_name_compare(const void *a1, const void *a2)
2036 {
2037         const spa_t *s1 = a1;
2038         const spa_t *s2 = a2;
2039         int s;
2040
2041         s = strcmp(s1->spa_name, s2->spa_name);
2042         if (s > 0)
2043                 return (1);
2044         if (s < 0)
2045                 return (-1);
2046         return (0);
2047 }
2048
2049 int
2050 spa_busy(void)
2051 {
2052         return (spa_active_count);
2053 }
2054
2055 void
2056 spa_boot_init()
2057 {
2058         spa_config_load();
2059 }
2060
2061 #ifdef _KERNEL
2062 EVENTHANDLER_DEFINE(mountroot, spa_boot_init, NULL, 0);
2063 #endif
2064
2065 void
2066 spa_init(int mode)
2067 {
2068         mutex_init(&spa_namespace_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
2069         mutex_init(&spa_spare_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
2070         mutex_init(&spa_l2cache_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
2071         cv_init(&spa_namespace_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
2072
2073         avl_create(&spa_namespace_avl, spa_name_compare, sizeof (spa_t),
2074             offsetof(spa_t, spa_avl));
2075
2076         avl_create(&spa_spare_avl, spa_spare_compare, sizeof (spa_aux_t),
2077             offsetof(spa_aux_t, aux_avl));
2078
2079         avl_create(&spa_l2cache_avl, spa_l2cache_compare, sizeof (spa_aux_t),
2080             offsetof(spa_aux_t, aux_avl));
2081
2082         spa_mode_global = mode;
2083
2084 #ifdef illumos
2085 #ifdef _KERNEL
2086         spa_arch_init();
2087 #else
2088         if (spa_mode_global != FREAD && dprintf_find_string("watch")) {
2089                 arc_procfd = open("/proc/self/ctl", O_WRONLY);
2090                 if (arc_procfd == -1) {
2091                         perror("could not enable watchpoints: "
2092                             "opening /proc/self/ctl failed: ");
2093                 } else {
2094                         arc_watch = B_TRUE;
2095                 }
2096         }
2097 #endif
2098 #endif /* illumos */
2099         refcount_sysinit();
2100         unique_init();
2101         range_tree_init();
2102         metaslab_alloc_trace_init();
2103         zio_init();
2104         lz4_init();
2105         dmu_init();
2106         zil_init();
2107         vdev_cache_stat_init();
2108         vdev_file_init();
2109         zfs_prop_init();
2110         zpool_prop_init();
2111         zpool_feature_init();
2112         spa_config_load();
2113         l2arc_start();
2114         scan_init();
2115         dsl_scan_global_init();
2116 #ifndef illumos
2117 #ifdef _KERNEL
2118         zfs_deadman_init();
2119 #endif
2120 #endif  /* !illumos */
2121 }
2122
2123 void
2124 spa_fini(void)
2125 {
2126         l2arc_stop();
2127
2128         spa_evict_all();
2129
2130         vdev_file_fini();
2131         vdev_cache_stat_fini();
2132         zil_fini();
2133         dmu_fini();
2134         lz4_fini();
2135         zio_fini();
2136         metaslab_alloc_trace_fini();
2137         range_tree_fini();
2138         unique_fini();
2139         refcount_fini();
2140         scan_fini();
2141         
2142         avl_destroy(&spa_namespace_avl);
2143         avl_destroy(&spa_spare_avl);
2144         avl_destroy(&spa_l2cache_avl);
2145
2146         cv_destroy(&spa_namespace_cv);
2147         mutex_destroy(&spa_namespace_lock);
2148         mutex_destroy(&spa_spare_lock);
2149         mutex_destroy(&spa_l2cache_lock);
2150 }
2151
2152 /*
2153  * Return whether this pool has slogs. No locking needed.
2154  * It's not a problem if the wrong answer is returned as it's only for
2155  * performance and not correctness
2156  */
2157 boolean_t
2158 spa_has_slogs(spa_t *spa)
2159 {
2160         return (spa->spa_log_class->mc_rotor != NULL);
2161 }
2162
2163 spa_log_state_t
2164 spa_get_log_state(spa_t *spa)
2165 {
2166         return (spa->spa_log_state);
2167 }
2168
2169 void
2170 spa_set_log_state(spa_t *spa, spa_log_state_t state)
2171 {
2172         spa->spa_log_state = state;
2173 }
2174
2175 boolean_t
2176 spa_is_root(spa_t *spa)
2177 {
2178         return (spa->spa_is_root);
2179 }
2180
2181 boolean_t
2182 spa_writeable(spa_t *spa)
2183 {
2184         return (!!(spa->spa_mode & FWRITE) && spa->spa_trust_config);
2185 }
2186
2187 /*
2188  * Returns true if there is a pending sync task in any of the current
2189  * syncing txg, the current quiescing txg, or the current open txg.
2190  */
2191 boolean_t
2192 spa_has_pending_synctask(spa_t *spa)
2193 {
2194         return (!txg_all_lists_empty(&spa->spa_dsl_pool->dp_sync_tasks) ||
2195             !txg_all_lists_empty(&spa->spa_dsl_pool->dp_early_sync_tasks));
2196 }
2197
2198 int
2199 spa_mode(spa_t *spa)
2200 {
2201         return (spa->spa_mode);
2202 }
2203
2204 uint64_t
2205 spa_bootfs(spa_t *spa)
2206 {
2207         return (spa->spa_bootfs);
2208 }
2209
2210 uint64_t
2211 spa_delegation(spa_t *spa)
2212 {
2213         return (spa->spa_delegation);
2214 }
2215
2216 objset_t *
2217 spa_meta_objset(spa_t *spa)
2218 {
2219         return (spa->spa_meta_objset);
2220 }
2221
2222 enum zio_checksum
2223 spa_dedup_checksum(spa_t *spa)
2224 {
2225         return (spa->spa_dedup_checksum);
2226 }
2227
2228 /*
2229  * Reset pool scan stat per scan pass (or reboot).
2230  */
2231 void
2232 spa_scan_stat_init(spa_t *spa)
2233 {
2234         /* data not stored on disk */
2235         spa->spa_scan_pass_start = gethrestime_sec();
2236         if (dsl_scan_is_paused_scrub(spa->spa_dsl_pool->dp_scan))
2237                 spa->spa_scan_pass_scrub_pause = spa->spa_scan_pass_start;
2238         else
2239                 spa->spa_scan_pass_scrub_pause = 0;
2240         spa->spa_scan_pass_scrub_spent_paused = 0;
2241         spa->spa_scan_pass_exam = 0;
2242         spa->spa_scan_pass_issued = 0;
2243         vdev_scan_stat_init(spa->spa_root_vdev);
2244 }
2245
2246 /*
2247  * Get scan stats for zpool status reports
2248  */
2249 int
2250 spa_scan_get_stats(spa_t *spa, pool_scan_stat_t *ps)
2251 {
2252         dsl_scan_t *scn = spa->spa_dsl_pool ? spa->spa_dsl_pool->dp_scan : NULL;
2253
2254         if (scn == NULL || scn->scn_phys.scn_func == POOL_SCAN_NONE)
2255                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2256         bzero(ps, sizeof (pool_scan_stat_t));
2257
2258         /* data stored on disk */
2259         ps->pss_func = scn->scn_phys.scn_func;
2260         ps->pss_state = scn->scn_phys.scn_state;
2261         ps->pss_start_time = scn->scn_phys.scn_start_time;
2262         ps->pss_end_time = scn->scn_phys.scn_end_time;
2263         ps->pss_to_examine = scn->scn_phys.scn_to_examine;
2264         ps->pss_to_process = scn->scn_phys.scn_to_process;
2265         ps->pss_processed = scn->scn_phys.scn_processed;
2266         ps->pss_errors = scn->scn_phys.scn_errors;
2267         ps->pss_examined = scn->scn_phys.scn_examined;
2268         ps->pss_issued =
2269                 scn->scn_issued_before_pass + spa->spa_scan_pass_issued;
2270         /* data not stored on disk */
2271         ps->pss_pass_start = spa->spa_scan_pass_start;
2272         ps->pss_pass_exam = spa->spa_scan_pass_exam;
2273         ps->pss_pass_issued = spa->spa_scan_pass_issued;
2274         ps->pss_pass_scrub_pause = spa->spa_scan_pass_scrub_pause;
2275         ps->pss_pass_scrub_spent_paused = spa->spa_scan_pass_scrub_spent_paused;
2276
2277         return (0);
2278 }
2279
2280 boolean_t
2281 spa_debug_enabled(spa_t *spa)
2282 {
2283         return (spa->spa_debug);
2284 }
2285
2286 int
2287 spa_maxblocksize(spa_t *spa)
2288 {
2289         if (spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_LARGE_BLOCKS))
2290                 return (SPA_MAXBLOCKSIZE);
2291         else
2292                 return (SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE);
2293 }
2294
2295 /*
2296  * Returns the txg that the last device removal completed. No indirect mappings
2297  * have been added since this txg.
2298  */
2299 uint64_t
2300 spa_get_last_removal_txg(spa_t *spa)
2301 {
2302         uint64_t vdevid;
2303         uint64_t ret = -1ULL;
2304
2305         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2306         /*
2307          * sr_prev_indirect_vdev is only modified while holding all the
2308          * config locks, so it is sufficient to hold SCL_VDEV as reader when
2309          * examining it.
2310          */
2311         vdevid = spa->spa_removing_phys.sr_prev_indirect_vdev;
2312
2313         while (vdevid != -1ULL) {
2314                 vdev_t *vd = vdev_lookup_top(spa, vdevid);
2315                 vdev_indirect_births_t *vib = vd->vdev_indirect_births;
2316
2317                 ASSERT3P(vd->vdev_ops, ==, &vdev_indirect_ops);
2318
2319                 /*
2320                  * If the removal did not remap any data, we don't care.
2321                  */
2322                 if (vdev_indirect_births_count(vib) != 0) {
2323                         ret = vdev_indirect_births_last_entry_txg(vib);
2324                         break;
2325                 }
2326
2327                 vdevid = vd->vdev_indirect_config.vic_prev_indirect_vdev;
2328         }
2329         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2330
2331         IMPLY(ret != -1ULL,
2332             spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_DEVICE_REMOVAL));
2333
2334         return (ret);
2335 }
2336
2337 boolean_t
2338 spa_trust_config(spa_t *spa)
2339 {
2340         return (spa->spa_trust_config);
2341 }
2342
2343 uint64_t
2344 spa_missing_tvds_allowed(spa_t *spa)
2345 {
2346         return (spa->spa_missing_tvds_allowed);
2347 }
2348
2349 void
2350 spa_set_missing_tvds(spa_t *spa, uint64_t missing)
2351 {
2352         spa->spa_missing_tvds = missing;
2353 }
2354
2355 boolean_t
2356 spa_top_vdevs_spacemap_addressable(spa_t *spa)
2357 {
2358         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2359         for (uint64_t c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2360                 if (!vdev_is_spacemap_addressable(rvd->vdev_child[c]))
2361                         return (B_FALSE);
2362         }
2363         return (B_TRUE);
2364 }
2365
2366 boolean_t
2367 spa_has_checkpoint(spa_t *spa)
2368 {
2369         return (spa->spa_checkpoint_txg != 0);
2370 }
2371
2372 boolean_t
2373 spa_importing_readonly_checkpoint(spa_t *spa)
2374 {
2375         return ((spa->spa_import_flags & ZFS_IMPORT_CHECKPOINT) &&
2376             spa->spa_mode == FREAD);
2377 }
2378
2379 uint64_t
2380 spa_min_claim_txg(spa_t *spa)
2381 {
2382         uint64_t checkpoint_txg = spa->spa_uberblock.ub_checkpoint_txg;
2383
2384         if (checkpoint_txg != 0)
2385                 return (checkpoint_txg + 1);
2386
2387         return (spa->spa_first_txg);
2388 }
2389
2390 /*
2391  * If there is a checkpoint, async destroys may consume more space from
2392  * the pool instead of freeing it. In an attempt to save the pool from
2393  * getting suspended when it is about to run out of space, we stop
2394  * processing async destroys.
2395  */
2396 boolean_t
2397 spa_suspend_async_destroy(spa_t *spa)
2398 {
2399         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
2400
2401         uint64_t unreserved = dsl_pool_unreserved_space(dp,
2402             ZFS_SPACE_CHECK_EXTRA_RESERVED);
2403         uint64_t used = dsl_dir_phys(dp->dp_root_dir)->dd_used_bytes;
2404         uint64_t avail = (unreserved > used) ? (unreserved - used) : 0;
2405
2406         if (spa_has_checkpoint(spa) && avail == 0)
2407                 return (B_TRUE);
2408
2409         return (B_FALSE);
2410 }