]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/spa_misc.c
MFV r354257:
[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/vdev_initialize.h>
45 #include <sys/metaslab.h>
46 #include <sys/uberblock_impl.h>
47 #include <sys/txg.h>
48 #include <sys/avl.h>
49 #include <sys/unique.h>
50 #include <sys/dsl_pool.h>
51 #include <sys/dsl_dir.h>
52 #include <sys/dsl_prop.h>
53 #include <sys/dsl_scan.h>
54 #include <sys/fs/zfs.h>
55 #include <sys/metaslab_impl.h>
56 #include <sys/arc.h>
57 #include <sys/ddt.h>
58 #include "zfs_prop.h"
59 #include <sys/zfeature.h>
60
61 #if defined(__FreeBSD__) && defined(_KERNEL)
62 #include <sys/types.h>
63 #include <sys/sysctl.h>
64 #endif
65
66 /*
67  * SPA locking
68  *
69  * There are four basic locks for managing spa_t structures:
70  *
71  * spa_namespace_lock (global mutex)
72  *
73  *      This lock must be acquired to do any of the following:
74  *
75  *              - Lookup a spa_t by name
76  *              - Add or remove a spa_t from the namespace
77  *              - Increase spa_refcount from non-zero
78  *              - Check if spa_refcount is zero
79  *              - Rename a spa_t
80  *              - add/remove/attach/detach devices
81  *              - Held for the duration of create/destroy/import/export
82  *
83  *      It does not need to handle recursion.  A create or destroy may
84  *      reference objects (files or zvols) in other pools, but by
85  *      definition they must have an existing reference, and will never need
86  *      to lookup a spa_t by name.
87  *
88  * spa_refcount (per-spa zfs_refcount_t protected by mutex)
89  *
90  *      This reference count keep track of any active users of the spa_t.  The
91  *      spa_t cannot be destroyed or freed while this is non-zero.  Internally,
92  *      the refcount is never really 'zero' - opening a pool implicitly keeps
93  *      some references in the DMU.  Internally we check against spa_minref, but
94  *      present the image of a zero/non-zero value to consumers.
95  *
96  * spa_config_lock[] (per-spa array of rwlocks)
97  *
98  *      This protects the spa_t from config changes, and must be held in
99  *      the following circumstances:
100  *
101  *              - RW_READER to perform I/O to the spa
102  *              - RW_WRITER to change the vdev config
103  *
104  * The locking order is fairly straightforward:
105  *
106  *              spa_namespace_lock      ->      spa_refcount
107  *
108  *      The namespace lock must be acquired to increase the refcount from 0
109  *      or to check if it is zero.
110  *
111  *              spa_refcount            ->      spa_config_lock[]
112  *
113  *      There must be at least one valid reference on the spa_t to acquire
114  *      the config lock.
115  *
116  *              spa_namespace_lock      ->      spa_config_lock[]
117  *
118  *      The namespace lock must always be taken before the config lock.
119  *
120  *
121  * The spa_namespace_lock can be acquired directly and is globally visible.
122  *
123  * The namespace is manipulated using the following functions, all of which
124  * require the spa_namespace_lock to be held.
125  *
126  *      spa_lookup()            Lookup a spa_t by name.
127  *
128  *      spa_add()               Create a new spa_t in the namespace.
129  *
130  *      spa_remove()            Remove a spa_t from the namespace.  This also
131  *                              frees up any memory associated with the spa_t.
132  *
133  *      spa_next()              Returns the next spa_t in the system, or the
134  *                              first if NULL is passed.
135  *
136  *      spa_evict_all()         Shutdown and remove all spa_t structures in
137  *                              the system.
138  *
139  *      spa_guid_exists()       Determine whether a pool/device guid exists.
140  *
141  * The spa_refcount is manipulated using the following functions:
142  *
143  *      spa_open_ref()          Adds a reference to the given spa_t.  Must be
144  *                              called with spa_namespace_lock held if the
145  *                              refcount is currently zero.
146  *
147  *      spa_close()             Remove a reference from the spa_t.  This will
148  *                              not free the spa_t or remove it from the
149  *                              namespace.  No locking is required.
150  *
151  *      spa_refcount_zero()     Returns true if the refcount is currently
152  *                              zero.  Must be called with spa_namespace_lock
153  *                              held.
154  *
155  * The spa_config_lock[] is an array of rwlocks, ordered as follows:
156  * SCL_CONFIG > SCL_STATE > SCL_ALLOC > SCL_ZIO > SCL_FREE > SCL_VDEV.
157  * spa_config_lock[] is manipulated with spa_config_{enter,exit,held}().
158  *
159  * To read the configuration, it suffices to hold one of these locks as reader.
160  * To modify the configuration, you must hold all locks as writer.  To modify
161  * vdev state without altering the vdev tree's topology (e.g. online/offline),
162  * you must hold SCL_STATE and SCL_ZIO as writer.
163  *
164  * We use these distinct config locks to avoid recursive lock entry.
165  * For example, spa_sync() (which holds SCL_CONFIG as reader) induces
166  * block allocations (SCL_ALLOC), which may require reading space maps
167  * from disk (dmu_read() -> zio_read() -> SCL_ZIO).
168  *
169  * The spa config locks cannot be normal rwlocks because we need the
170  * ability to hand off ownership.  For example, SCL_ZIO is acquired
171  * by the issuing thread and later released by an interrupt thread.
172  * They do, however, obey the usual write-wanted semantics to prevent
173  * writer (i.e. system administrator) starvation.
174  *
175  * The lock acquisition rules are as follows:
176  *
177  * SCL_CONFIG
178  *      Protects changes to the vdev tree topology, such as vdev
179  *      add/remove/attach/detach.  Protects the dirty config list
180  *      (spa_config_dirty_list) and the set of spares and l2arc devices.
181  *
182  * SCL_STATE
183  *      Protects changes to pool state and vdev state, such as vdev
184  *      online/offline/fault/degrade/clear.  Protects the dirty state list
185  *      (spa_state_dirty_list) and global pool state (spa_state).
186  *
187  * SCL_ALLOC
188  *      Protects changes to metaslab groups and classes.
189  *      Held as reader by metaslab_alloc() and metaslab_claim().
190  *
191  * SCL_ZIO
192  *      Held by bp-level zios (those which have no io_vd upon entry)
193  *      to prevent changes to the vdev tree.  The bp-level zio implicitly
194  *      protects all of its vdev child zios, which do not hold SCL_ZIO.
195  *
196  * SCL_FREE
197  *      Protects changes to metaslab groups and classes.
198  *      Held as reader by metaslab_free().  SCL_FREE is distinct from
199  *      SCL_ALLOC, and lower than SCL_ZIO, so that we can safely free
200  *      blocks in zio_done() while another i/o that holds either
201  *      SCL_ALLOC or SCL_ZIO is waiting for this i/o to complete.
202  *
203  * SCL_VDEV
204  *      Held as reader to prevent changes to the vdev tree during trivial
205  *      inquiries such as bp_get_dsize().  SCL_VDEV is distinct from the
206  *      other locks, and lower than all of them, to ensure that it's safe
207  *      to acquire regardless of caller context.
208  *
209  * In addition, the following rules apply:
210  *
211  * (a)  spa_props_lock protects pool properties, spa_config and spa_config_list.
212  *      The lock ordering is SCL_CONFIG > spa_props_lock.
213  *
214  * (b)  I/O operations on leaf vdevs.  For any zio operation that takes
215  *      an explicit vdev_t argument -- such as zio_ioctl(), zio_read_phys(),
216  *      or zio_write_phys() -- the caller must ensure that the config cannot
217  *      cannot change in the interim, and that the vdev cannot be reopened.
218  *      SCL_STATE as reader suffices for both.
219  *
220  * The vdev configuration is protected by spa_vdev_enter() / spa_vdev_exit().
221  *
222  *      spa_vdev_enter()        Acquire the namespace lock and the config lock
223  *                              for writing.
224  *
225  *      spa_vdev_exit()         Release the config lock, wait for all I/O
226  *                              to complete, sync the updated configs to the
227  *                              cache, and release the namespace lock.
228  *
229  * vdev state is protected by spa_vdev_state_enter() / spa_vdev_state_exit().
230  * Like spa_vdev_enter/exit, these are convenience wrappers -- the actual
231  * locking is, always, based on spa_namespace_lock and spa_config_lock[].
232  */
233
234 static avl_tree_t spa_namespace_avl;
235 kmutex_t spa_namespace_lock;
236 static kcondvar_t spa_namespace_cv;
237 static int spa_active_count;
238 int spa_max_replication_override = SPA_DVAS_PER_BP;
239
240 static kmutex_t spa_spare_lock;
241 static avl_tree_t spa_spare_avl;
242 static kmutex_t spa_l2cache_lock;
243 static avl_tree_t spa_l2cache_avl;
244
245 kmem_cache_t *spa_buffer_pool;
246 int spa_mode_global;
247
248 #ifdef ZFS_DEBUG
249 /*
250  * Everything except dprintf, spa, and indirect_remap is on by default
251  * in debug builds.
252  */
253 int zfs_flags = ~(ZFS_DEBUG_DPRINTF | ZFS_DEBUG_INDIRECT_REMAP);
254 #else
255 int zfs_flags = 0;
256 #endif
257
258 /*
259  * zfs_recover can be set to nonzero to attempt to recover from
260  * otherwise-fatal errors, typically caused by on-disk corruption.  When
261  * set, calls to zfs_panic_recover() will turn into warning messages.
262  * This should only be used as a last resort, as it typically results
263  * in leaked space, or worse.
264  */
265 boolean_t zfs_recover = B_FALSE;
266
267 /*
268  * If destroy encounters an EIO while reading metadata (e.g. indirect
269  * blocks), space referenced by the missing metadata can not be freed.
270  * Normally this causes the background destroy to become "stalled", as
271  * it is unable to make forward progress.  While in this stalled state,
272  * all remaining space to free from the error-encountering filesystem is
273  * "temporarily leaked".  Set this flag to cause it to ignore the EIO,
274  * permanently leak the space from indirect blocks that can not be read,
275  * and continue to free everything else that it can.
276  *
277  * The default, "stalling" behavior is useful if the storage partially
278  * fails (i.e. some but not all i/os fail), and then later recovers.  In
279  * this case, we will be able to continue pool operations while it is
280  * partially failed, and when it recovers, we can continue to free the
281  * space, with no leaks.  However, note that this case is actually
282  * fairly rare.
283  *
284  * Typically pools either (a) fail completely (but perhaps temporarily,
285  * e.g. a top-level vdev going offline), or (b) have localized,
286  * permanent errors (e.g. disk returns the wrong data due to bit flip or
287  * firmware bug).  In case (a), this setting does not matter because the
288  * pool will be suspended and the sync thread will not be able to make
289  * forward progress regardless.  In case (b), because the error is
290  * permanent, the best we can do is leak the minimum amount of space,
291  * which is what setting this flag will do.  Therefore, it is reasonable
292  * for this flag to normally be set, but we chose the more conservative
293  * approach of not setting it, so that there is no possibility of
294  * leaking space in the "partial temporary" failure case.
295  */
296 boolean_t zfs_free_leak_on_eio = B_FALSE;
297
298 /*
299  * Expiration time in milliseconds. This value has two meanings. First it is
300  * used to determine when the spa_deadman() logic should fire. By default the
301  * spa_deadman() will fire if spa_sync() has not completed in 1000 seconds.
302  * Secondly, the value determines if an I/O is considered "hung". Any I/O that
303  * has not completed in zfs_deadman_synctime_ms is considered "hung" resulting
304  * in a system panic.
305  */
306 uint64_t zfs_deadman_synctime_ms = 1000000ULL;
307
308 /*
309  * Check time in milliseconds. This defines the frequency at which we check
310  * for hung I/O.
311  */
312 uint64_t zfs_deadman_checktime_ms = 5000ULL;
313
314 /*
315  * Default value of -1 for zfs_deadman_enabled is resolved in
316  * zfs_deadman_init()
317  */
318 int zfs_deadman_enabled = -1;
319
320 /*
321  * The worst case is single-sector max-parity RAID-Z blocks, in which
322  * case the space requirement is exactly (VDEV_RAIDZ_MAXPARITY + 1)
323  * times the size; so just assume that.  Add to this the fact that
324  * we can have up to 3 DVAs per bp, and one more factor of 2 because
325  * the block may be dittoed with up to 3 DVAs by ddt_sync().  All together,
326  * the worst case is:
327  *     (VDEV_RAIDZ_MAXPARITY + 1) * SPA_DVAS_PER_BP * 2 == 24
328  */
329 int spa_asize_inflation = 24;
330
331 #if defined(__FreeBSD__) && defined(_KERNEL)
332 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
333 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, recover, CTLFLAG_RWTUN, &zfs_recover, 0,
334     "Try to recover from otherwise-fatal errors.");
335
336 static int
337 sysctl_vfs_zfs_debug_flags(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
338 {
339         int err, val;
340
341         val = zfs_flags;
342         err = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
343         if (err != 0 || req->newptr == NULL)
344                 return (err);
345
346         /*
347          * ZFS_DEBUG_MODIFY must be enabled prior to boot so all
348          * arc buffers in the system have the necessary additional
349          * checksum data.  However, it is safe to disable at any
350          * time.
351          */
352         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_MODIFY))
353                 val &= ~ZFS_DEBUG_MODIFY;
354         zfs_flags = val;
355
356         return (0);
357 }
358
359 SYSCTL_PROC(_vfs_zfs, OID_AUTO, debugflags,
360     CTLTYPE_UINT | CTLFLAG_MPSAFE | CTLFLAG_RWTUN, 0, sizeof(int),
361     sysctl_vfs_zfs_debug_flags, "IU", "Debug flags for ZFS testing.");
362
363 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, deadman_synctime_ms, CTLFLAG_RWTUN,
364     &zfs_deadman_synctime_ms, 0,
365     "Stalled ZFS I/O expiration time in milliseconds");
366 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, deadman_checktime_ms, CTLFLAG_RWTUN,
367     &zfs_deadman_checktime_ms, 0,
368     "Period of checks for stalled ZFS I/O in milliseconds");
369 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, deadman_enabled, CTLFLAG_RWTUN,
370     &zfs_deadman_enabled, 0, "Kernel panic on stalled ZFS I/O");
371 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, spa_asize_inflation, CTLFLAG_RWTUN,
372     &spa_asize_inflation, 0, "Worst case inflation factor for single sector writes");
373 #endif
374
375 #ifndef illumos
376 #ifdef _KERNEL
377 static void
378 zfs_deadman_init()
379 {
380         /*
381          * If we are not i386 or amd64 or in a virtual machine,
382          * disable ZFS deadman thread by default
383          */
384         if (zfs_deadman_enabled == -1) {
385 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
386                 zfs_deadman_enabled = (vm_guest == VM_GUEST_NO) ? 1 : 0;
387 #else
388                 zfs_deadman_enabled = 0;
389 #endif
390         }
391 }
392 #endif  /* _KERNEL */
393 #endif  /* !illumos */
394
395 /*
396  * Normally, we don't allow the last 3.2% (1/(2^spa_slop_shift)) of space in
397  * the pool to be consumed.  This ensures that we don't run the pool
398  * completely out of space, due to unaccounted changes (e.g. to the MOS).
399  * It also limits the worst-case time to allocate space.  If we have
400  * less than this amount of free space, most ZPL operations (e.g. write,
401  * create) will return ENOSPC.
402  *
403  * Certain operations (e.g. file removal, most administrative actions) can
404  * use half the slop space.  They will only return ENOSPC if less than half
405  * the slop space is free.  Typically, once the pool has less than the slop
406  * space free, the user will use these operations to free up space in the pool.
407  * These are the operations that call dsl_pool_adjustedsize() with the netfree
408  * argument set to TRUE.
409  *
410  * Operations that are almost guaranteed to free up space in the absence of
411  * a pool checkpoint can use up to three quarters of the slop space
412  * (e.g zfs destroy).
413  *
414  * A very restricted set of operations are always permitted, regardless of
415  * the amount of free space.  These are the operations that call
416  * dsl_sync_task(ZFS_SPACE_CHECK_NONE). If these operations result in a net
417  * increase in the amount of space used, it is possible to run the pool
418  * completely out of space, causing it to be permanently read-only.
419  *
420  * Note that on very small pools, the slop space will be larger than
421  * 3.2%, in an effort to have it be at least spa_min_slop (128MB),
422  * but we never allow it to be more than half the pool size.
423  *
424  * See also the comments in zfs_space_check_t.
425  */
426 int spa_slop_shift = 5;
427 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, spa_slop_shift, CTLFLAG_RWTUN,
428     &spa_slop_shift, 0,
429     "Shift value of reserved space (1/(2^spa_slop_shift)).");
430 uint64_t spa_min_slop = 128 * 1024 * 1024;
431 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, spa_min_slop, CTLFLAG_RWTUN,
432     &spa_min_slop, 0,
433     "Minimal value of reserved space");
434
435 int spa_allocators = 4;
436
437 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, spa_allocators, CTLFLAG_RWTUN,
438     &spa_allocators, 0,
439     "Number of allocators per metaslab group");
440
441 /*PRINTFLIKE2*/
442 void
443 spa_load_failed(spa_t *spa, const char *fmt, ...)
444 {
445         va_list adx;
446         char buf[256];
447
448         va_start(adx, fmt);
449         (void) vsnprintf(buf, sizeof (buf), fmt, adx);
450         va_end(adx);
451
452         zfs_dbgmsg("spa_load(%s, config %s): FAILED: %s", spa->spa_name,
453             spa->spa_trust_config ? "trusted" : "untrusted", buf);
454 }
455
456 /*PRINTFLIKE2*/
457 void
458 spa_load_note(spa_t *spa, const char *fmt, ...)
459 {
460         va_list adx;
461         char buf[256];
462
463         va_start(adx, fmt);
464         (void) vsnprintf(buf, sizeof (buf), fmt, adx);
465         va_end(adx);
466
467         zfs_dbgmsg("spa_load(%s, config %s): %s", spa->spa_name,
468             spa->spa_trust_config ? "trusted" : "untrusted", buf);
469 }
470
471 /*
472  * ==========================================================================
473  * SPA config locking
474  * ==========================================================================
475  */
476 static void
477 spa_config_lock_init(spa_t *spa)
478 {
479         for (int i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
480                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
481                 mutex_init(&scl->scl_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
482                 cv_init(&scl->scl_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
483                 zfs_refcount_create_untracked(&scl->scl_count);
484                 scl->scl_writer = NULL;
485                 scl->scl_write_wanted = 0;
486         }
487 }
488
489 static void
490 spa_config_lock_destroy(spa_t *spa)
491 {
492         for (int i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
493                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
494                 mutex_destroy(&scl->scl_lock);
495                 cv_destroy(&scl->scl_cv);
496                 zfs_refcount_destroy(&scl->scl_count);
497                 ASSERT(scl->scl_writer == NULL);
498                 ASSERT(scl->scl_write_wanted == 0);
499         }
500 }
501
502 int
503 spa_config_tryenter(spa_t *spa, int locks, void *tag, krw_t rw)
504 {
505         for (int i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
506                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
507                 if (!(locks & (1 << i)))
508                         continue;
509                 mutex_enter(&scl->scl_lock);
510                 if (rw == RW_READER) {
511                         if (scl->scl_writer || scl->scl_write_wanted) {
512                                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
513                                 spa_config_exit(spa, locks & ((1 << i) - 1),
514                                     tag);
515                                 return (0);
516                         }
517                 } else {
518                         ASSERT(scl->scl_writer != curthread);
519                         if (!zfs_refcount_is_zero(&scl->scl_count)) {
520                                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
521                                 spa_config_exit(spa, locks & ((1 << i) - 1),
522                                     tag);
523                                 return (0);
524                         }
525                         scl->scl_writer = curthread;
526                 }
527                 (void) zfs_refcount_add(&scl->scl_count, tag);
528                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
529         }
530         return (1);
531 }
532
533 void
534 spa_config_enter(spa_t *spa, int locks, void *tag, krw_t rw)
535 {
536         int wlocks_held = 0;
537
538         ASSERT3U(SCL_LOCKS, <, sizeof (wlocks_held) * NBBY);
539
540         for (int i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
541                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
542                 if (scl->scl_writer == curthread)
543                         wlocks_held |= (1 << i);
544                 if (!(locks & (1 << i)))
545                         continue;
546                 mutex_enter(&scl->scl_lock);
547                 if (rw == RW_READER) {
548                         while (scl->scl_writer || scl->scl_write_wanted) {
549                                 cv_wait(&scl->scl_cv, &scl->scl_lock);
550                         }
551                 } else {
552                         ASSERT(scl->scl_writer != curthread);
553                         while (!zfs_refcount_is_zero(&scl->scl_count)) {
554                                 scl->scl_write_wanted++;
555                                 cv_wait(&scl->scl_cv, &scl->scl_lock);
556                                 scl->scl_write_wanted--;
557                         }
558                         scl->scl_writer = curthread;
559                 }
560                 (void) zfs_refcount_add(&scl->scl_count, tag);
561                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
562         }
563         ASSERT3U(wlocks_held, <=, locks);
564 }
565
566 void
567 spa_config_exit(spa_t *spa, int locks, void *tag)
568 {
569         for (int i = SCL_LOCKS - 1; i >= 0; i--) {
570                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
571                 if (!(locks & (1 << i)))
572                         continue;
573                 mutex_enter(&scl->scl_lock);
574                 ASSERT(!zfs_refcount_is_zero(&scl->scl_count));
575                 if (zfs_refcount_remove(&scl->scl_count, tag) == 0) {
576                         ASSERT(scl->scl_writer == NULL ||
577                             scl->scl_writer == curthread);
578                         scl->scl_writer = NULL; /* OK in either case */
579                         cv_broadcast(&scl->scl_cv);
580                 }
581                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
582         }
583 }
584
585 int
586 spa_config_held(spa_t *spa, int locks, krw_t rw)
587 {
588         int locks_held = 0;
589
590         for (int i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
591                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
592                 if (!(locks & (1 << i)))
593                         continue;
594                 if ((rw == RW_READER &&
595                     !zfs_refcount_is_zero(&scl->scl_count)) ||
596                     (rw == RW_WRITER && scl->scl_writer == curthread))
597                         locks_held |= 1 << i;
598         }
599
600         return (locks_held);
601 }
602
603 /*
604  * ==========================================================================
605  * SPA namespace functions
606  * ==========================================================================
607  */
608
609 /*
610  * Lookup the named spa_t in the AVL tree.  The spa_namespace_lock must be held.
611  * Returns NULL if no matching spa_t is found.
612  */
613 spa_t *
614 spa_lookup(const char *name)
615 {
616         static spa_t search;    /* spa_t is large; don't allocate on stack */
617         spa_t *spa;
618         avl_index_t where;
619         char *cp;
620
621         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
622
623         (void) strlcpy(search.spa_name, name, sizeof (search.spa_name));
624
625         /*
626          * If it's a full dataset name, figure out the pool name and
627          * just use that.
628          */
629         cp = strpbrk(search.spa_name, "/@#");
630         if (cp != NULL)
631                 *cp = '\0';
632
633         spa = avl_find(&spa_namespace_avl, &search, &where);
634
635         return (spa);
636 }
637
638 /*
639  * Fires when spa_sync has not completed within zfs_deadman_synctime_ms.
640  * If the zfs_deadman_enabled flag is set then it inspects all vdev queues
641  * looking for potentially hung I/Os.
642  */
643 static void
644 spa_deadman(void *arg, int pending)
645 {
646         spa_t *spa = arg;
647
648         /*
649          * Disable the deadman timer if the pool is suspended.
650          */
651         if (spa_suspended(spa)) {
652 #ifdef illumos
653                 VERIFY(cyclic_reprogram(spa->spa_deadman_cycid, CY_INFINITY));
654 #else
655                 /* Nothing.  just don't schedule any future callouts. */
656 #endif
657                 return;
658         }
659
660         zfs_dbgmsg("slow spa_sync: started %llu seconds ago, calls %llu",
661             (gethrtime() - spa->spa_sync_starttime) / NANOSEC,
662             ++spa->spa_deadman_calls);
663         if (zfs_deadman_enabled)
664                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev);
665 #ifdef __FreeBSD__
666 #ifdef _KERNEL
667         callout_schedule(&spa->spa_deadman_cycid,
668             hz * zfs_deadman_checktime_ms / MILLISEC);
669 #endif
670 #endif
671 }
672
673 #if defined(__FreeBSD__) && defined(_KERNEL)
674 static void
675 spa_deadman_timeout(void *arg)
676 {
677         spa_t *spa = arg;
678
679         taskqueue_enqueue(taskqueue_thread, &spa->spa_deadman_task);
680 }
681 #endif
682
683 /*
684  * Create an uninitialized spa_t with the given name.  Requires
685  * spa_namespace_lock.  The caller must ensure that the spa_t doesn't already
686  * exist by calling spa_lookup() first.
687  */
688 spa_t *
689 spa_add(const char *name, nvlist_t *config, const char *altroot)
690 {
691         spa_t *spa;
692         spa_config_dirent_t *dp;
693 #ifdef illumos
694         cyc_handler_t hdlr;
695         cyc_time_t when;
696 #endif
697
698         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
699
700         spa = kmem_zalloc(sizeof (spa_t), KM_SLEEP);
701
702         mutex_init(&spa->spa_async_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
703         mutex_init(&spa->spa_errlist_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
704         mutex_init(&spa->spa_errlog_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
705         mutex_init(&spa->spa_evicting_os_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
706         mutex_init(&spa->spa_history_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
707         mutex_init(&spa->spa_proc_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
708         mutex_init(&spa->spa_props_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
709         mutex_init(&spa->spa_cksum_tmpls_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
710         mutex_init(&spa->spa_scrub_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
711         mutex_init(&spa->spa_suspend_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
712         mutex_init(&spa->spa_vdev_top_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
713         mutex_init(&spa->spa_feat_stats_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
714
715         cv_init(&spa->spa_async_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
716         cv_init(&spa->spa_evicting_os_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
717         cv_init(&spa->spa_proc_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
718         cv_init(&spa->spa_scrub_io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
719         cv_init(&spa->spa_suspend_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
720
721         for (int t = 0; t < TXG_SIZE; t++)
722                 bplist_create(&spa->spa_free_bplist[t]);
723
724         (void) strlcpy(spa->spa_name, name, sizeof (spa->spa_name));
725         spa->spa_state = POOL_STATE_UNINITIALIZED;
726         spa->spa_freeze_txg = UINT64_MAX;
727         spa->spa_final_txg = UINT64_MAX;
728         spa->spa_load_max_txg = UINT64_MAX;
729         spa->spa_proc = &p0;
730         spa->spa_proc_state = SPA_PROC_NONE;
731         spa->spa_trust_config = B_TRUE;
732
733 #ifdef illumos
734         hdlr.cyh_func = spa_deadman;
735         hdlr.cyh_arg = spa;
736         hdlr.cyh_level = CY_LOW_LEVEL;
737 #endif
738
739         spa->spa_deadman_synctime = MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
740
741 #ifdef illumos
742         /*
743          * This determines how often we need to check for hung I/Os after
744          * the cyclic has already fired. Since checking for hung I/Os is
745          * an expensive operation we don't want to check too frequently.
746          * Instead wait for 5 seconds before checking again.
747          */
748         when.cyt_interval = MSEC2NSEC(zfs_deadman_checktime_ms);
749         when.cyt_when = CY_INFINITY;
750         mutex_enter(&cpu_lock);
751         spa->spa_deadman_cycid = cyclic_add(&hdlr, &when);
752         mutex_exit(&cpu_lock);
753 #else   /* !illumos */
754 #ifdef _KERNEL
755         /*
756          * callout(9) does not provide a way to initialize a callout with
757          * a function and an argument, so we use callout_reset() to schedule
758          * the callout in the very distant future.  Even if that event ever
759          * fires, it should be okayas we won't have any active zio-s.
760          * But normally spa_sync() will reschedule the callout with a proper
761          * timeout.
762          * callout(9) does not allow the callback function to sleep but
763          * vdev_deadman() needs to acquire vq_lock and illumos mutexes are
764          * emulated using sx(9).  For this reason spa_deadman_timeout()
765          * will schedule spa_deadman() as task on a taskqueue that allows
766          * sleeping.
767          */
768         TASK_INIT(&spa->spa_deadman_task, 0, spa_deadman, spa);
769         callout_init(&spa->spa_deadman_cycid, 1);
770         callout_reset_sbt(&spa->spa_deadman_cycid, SBT_MAX, 0,
771             spa_deadman_timeout, spa, 0);
772 #endif
773 #endif
774         zfs_refcount_create(&spa->spa_refcount);
775         spa_config_lock_init(spa);
776
777         avl_add(&spa_namespace_avl, spa);
778
779         /*
780          * Set the alternate root, if there is one.
781          */
782         if (altroot) {
783                 spa->spa_root = spa_strdup(altroot);
784                 spa_active_count++;
785         }
786
787         spa->spa_alloc_count = spa_allocators;
788         spa->spa_alloc_locks = kmem_zalloc(spa->spa_alloc_count *
789             sizeof (kmutex_t), KM_SLEEP);
790         spa->spa_alloc_trees = kmem_zalloc(spa->spa_alloc_count *
791             sizeof (avl_tree_t), KM_SLEEP);
792         for (int i = 0; i < spa->spa_alloc_count; i++) {
793                 mutex_init(&spa->spa_alloc_locks[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
794                 avl_create(&spa->spa_alloc_trees[i], zio_bookmark_compare,
795                     sizeof (zio_t), offsetof(zio_t, io_alloc_node));
796         }
797
798         /*
799          * Every pool starts with the default cachefile
800          */
801         list_create(&spa->spa_config_list, sizeof (spa_config_dirent_t),
802             offsetof(spa_config_dirent_t, scd_link));
803
804         dp = kmem_zalloc(sizeof (spa_config_dirent_t), KM_SLEEP);
805         dp->scd_path = altroot ? NULL : spa_strdup(spa_config_path);
806         list_insert_head(&spa->spa_config_list, dp);
807
808         VERIFY(nvlist_alloc(&spa->spa_load_info, NV_UNIQUE_NAME,
809             KM_SLEEP) == 0);
810
811         if (config != NULL) {
812                 nvlist_t *features;
813
814                 if (nvlist_lookup_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_FEATURES_FOR_READ,
815                     &features) == 0) {
816                         VERIFY(nvlist_dup(features, &spa->spa_label_features,
817                             0) == 0);
818                 }
819
820                 VERIFY(nvlist_dup(config, &spa->spa_config, 0) == 0);
821         }
822
823         if (spa->spa_label_features == NULL) {
824                 VERIFY(nvlist_alloc(&spa->spa_label_features, NV_UNIQUE_NAME,
825                     KM_SLEEP) == 0);
826         }
827
828         spa->spa_min_ashift = INT_MAX;
829         spa->spa_max_ashift = 0;
830
831         /*
832          * As a pool is being created, treat all features as disabled by
833          * setting SPA_FEATURE_DISABLED for all entries in the feature
834          * refcount cache.
835          */
836         for (int i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
837                 spa->spa_feat_refcount_cache[i] = SPA_FEATURE_DISABLED;
838         }
839
840         return (spa);
841 }
842
843 /*
844  * Removes a spa_t from the namespace, freeing up any memory used.  Requires
845  * spa_namespace_lock.  This is called only after the spa_t has been closed and
846  * deactivated.
847  */
848 void
849 spa_remove(spa_t *spa)
850 {
851         spa_config_dirent_t *dp;
852
853         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
854         ASSERT(spa->spa_state == POOL_STATE_UNINITIALIZED);
855         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&spa->spa_refcount), ==, 0);
856
857         nvlist_free(spa->spa_config_splitting);
858
859         avl_remove(&spa_namespace_avl, spa);
860         cv_broadcast(&spa_namespace_cv);
861
862         if (spa->spa_root) {
863                 spa_strfree(spa->spa_root);
864                 spa_active_count--;
865         }
866
867         while ((dp = list_head(&spa->spa_config_list)) != NULL) {
868                 list_remove(&spa->spa_config_list, dp);
869                 if (dp->scd_path != NULL)
870                         spa_strfree(dp->scd_path);
871                 kmem_free(dp, sizeof (spa_config_dirent_t));
872         }
873
874         for (int i = 0; i < spa->spa_alloc_count; i++) {
875                 avl_destroy(&spa->spa_alloc_trees[i]);
876                 mutex_destroy(&spa->spa_alloc_locks[i]);
877         }
878         kmem_free(spa->spa_alloc_locks, spa->spa_alloc_count *
879             sizeof (kmutex_t));
880         kmem_free(spa->spa_alloc_trees, spa->spa_alloc_count *
881             sizeof (avl_tree_t));
882
883         list_destroy(&spa->spa_config_list);
884
885         nvlist_free(spa->spa_label_features);
886         nvlist_free(spa->spa_load_info);
887         nvlist_free(spa->spa_feat_stats);
888         spa_config_set(spa, NULL);
889
890 #ifdef illumos
891         mutex_enter(&cpu_lock);
892         if (spa->spa_deadman_cycid != CYCLIC_NONE)
893                 cyclic_remove(spa->spa_deadman_cycid);
894         mutex_exit(&cpu_lock);
895         spa->spa_deadman_cycid = CYCLIC_NONE;
896 #else   /* !illumos */
897 #ifdef _KERNEL
898         callout_drain(&spa->spa_deadman_cycid);
899         taskqueue_drain(taskqueue_thread, &spa->spa_deadman_task);
900 #endif
901 #endif
902
903         zfs_refcount_destroy(&spa->spa_refcount);
904
905         spa_config_lock_destroy(spa);
906
907         for (int t = 0; t < TXG_SIZE; t++)
908                 bplist_destroy(&spa->spa_free_bplist[t]);
909
910         zio_checksum_templates_free(spa);
911
912         cv_destroy(&spa->spa_async_cv);
913         cv_destroy(&spa->spa_evicting_os_cv);
914         cv_destroy(&spa->spa_proc_cv);
915         cv_destroy(&spa->spa_scrub_io_cv);
916         cv_destroy(&spa->spa_suspend_cv);
917
918         mutex_destroy(&spa->spa_async_lock);
919         mutex_destroy(&spa->spa_errlist_lock);
920         mutex_destroy(&spa->spa_errlog_lock);
921         mutex_destroy(&spa->spa_evicting_os_lock);
922         mutex_destroy(&spa->spa_history_lock);
923         mutex_destroy(&spa->spa_proc_lock);
924         mutex_destroy(&spa->spa_props_lock);
925         mutex_destroy(&spa->spa_cksum_tmpls_lock);
926         mutex_destroy(&spa->spa_scrub_lock);
927         mutex_destroy(&spa->spa_suspend_lock);
928         mutex_destroy(&spa->spa_vdev_top_lock);
929         mutex_destroy(&spa->spa_feat_stats_lock);
930
931         kmem_free(spa, sizeof (spa_t));
932 }
933
934 /*
935  * Given a pool, return the next pool in the namespace, or NULL if there is
936  * none.  If 'prev' is NULL, return the first pool.
937  */
938 spa_t *
939 spa_next(spa_t *prev)
940 {
941         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
942
943         if (prev)
944                 return (AVL_NEXT(&spa_namespace_avl, prev));
945         else
946                 return (avl_first(&spa_namespace_avl));
947 }
948
949 /*
950  * ==========================================================================
951  * SPA refcount functions
952  * ==========================================================================
953  */
954
955 /*
956  * Add a reference to the given spa_t.  Must have at least one reference, or
957  * have the namespace lock held.
958  */
959 void
960 spa_open_ref(spa_t *spa, void *tag)
961 {
962         ASSERT(zfs_refcount_count(&spa->spa_refcount) >= spa->spa_minref ||
963             MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
964         (void) zfs_refcount_add(&spa->spa_refcount, tag);
965 }
966
967 /*
968  * Remove a reference to the given spa_t.  Must have at least one reference, or
969  * have the namespace lock held.
970  */
971 void
972 spa_close(spa_t *spa, void *tag)
973 {
974         ASSERT(zfs_refcount_count(&spa->spa_refcount) > spa->spa_minref ||
975             MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
976         (void) zfs_refcount_remove(&spa->spa_refcount, tag);
977 }
978
979 /*
980  * Remove a reference to the given spa_t held by a dsl dir that is
981  * being asynchronously released.  Async releases occur from a taskq
982  * performing eviction of dsl datasets and dirs.  The namespace lock
983  * isn't held and the hold by the object being evicted may contribute to
984  * spa_minref (e.g. dataset or directory released during pool export),
985  * so the asserts in spa_close() do not apply.
986  */
987 void
988 spa_async_close(spa_t *spa, void *tag)
989 {
990         (void) zfs_refcount_remove(&spa->spa_refcount, tag);
991 }
992
993 /*
994  * Check to see if the spa refcount is zero.  Must be called with
995  * spa_namespace_lock held.  We really compare against spa_minref, which is the
996  * number of references acquired when opening a pool
997  */
998 boolean_t
999 spa_refcount_zero(spa_t *spa)
1000 {
1001         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
1002
1003         return (zfs_refcount_count(&spa->spa_refcount) == spa->spa_minref);
1004 }
1005
1006 /*
1007  * ==========================================================================
1008  * SPA spare and l2cache tracking
1009  * ==========================================================================
1010  */
1011
1012 /*
1013  * Hot spares and cache devices are tracked using the same code below,
1014  * for 'auxiliary' devices.
1015  */
1016
1017 typedef struct spa_aux {
1018         uint64_t        aux_guid;
1019         uint64_t        aux_pool;
1020         avl_node_t      aux_avl;
1021         int             aux_count;
1022 } spa_aux_t;
1023
1024 static inline int
1025 spa_aux_compare(const void *a, const void *b)
1026 {
1027         const spa_aux_t *sa = (const spa_aux_t *)a;
1028         const spa_aux_t *sb = (const spa_aux_t *)b;
1029
1030         return (AVL_CMP(sa->aux_guid, sb->aux_guid));
1031 }
1032
1033 void
1034 spa_aux_add(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
1035 {
1036         avl_index_t where;
1037         spa_aux_t search;
1038         spa_aux_t *aux;
1039
1040         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
1041         if ((aux = avl_find(avl, &search, &where)) != NULL) {
1042                 aux->aux_count++;
1043         } else {
1044                 aux = kmem_zalloc(sizeof (spa_aux_t), KM_SLEEP);
1045                 aux->aux_guid = vd->vdev_guid;
1046                 aux->aux_count = 1;
1047                 avl_insert(avl, aux, where);
1048         }
1049 }
1050
1051 void
1052 spa_aux_remove(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
1053 {
1054         spa_aux_t search;
1055         spa_aux_t *aux;
1056         avl_index_t where;
1057
1058         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
1059         aux = avl_find(avl, &search, &where);
1060
1061         ASSERT(aux != NULL);
1062
1063         if (--aux->aux_count == 0) {
1064                 avl_remove(avl, aux);
1065                 kmem_free(aux, sizeof (spa_aux_t));
1066         } else if (aux->aux_pool == spa_guid(vd->vdev_spa)) {
1067                 aux->aux_pool = 0ULL;
1068         }
1069 }
1070
1071 boolean_t
1072 spa_aux_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool, int *refcnt, avl_tree_t *avl)
1073 {
1074         spa_aux_t search, *found;
1075
1076         search.aux_guid = guid;
1077         found = avl_find(avl, &search, NULL);
1078
1079         if (pool) {
1080                 if (found)
1081                         *pool = found->aux_pool;
1082                 else
1083                         *pool = 0ULL;
1084         }
1085
1086         if (refcnt) {
1087                 if (found)
1088                         *refcnt = found->aux_count;
1089                 else
1090                         *refcnt = 0;
1091         }
1092
1093         return (found != NULL);
1094 }
1095
1096 void
1097 spa_aux_activate(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
1098 {
1099         spa_aux_t search, *found;
1100         avl_index_t where;
1101
1102         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
1103         found = avl_find(avl, &search, &where);
1104         ASSERT(found != NULL);
1105         ASSERT(found->aux_pool == 0ULL);
1106
1107         found->aux_pool = spa_guid(vd->vdev_spa);
1108 }
1109
1110 /*
1111  * Spares are tracked globally due to the following constraints:
1112  *
1113  *      - A spare may be part of multiple pools.
1114  *      - A spare may be added to a pool even if it's actively in use within
1115  *        another pool.
1116  *      - A spare in use in any pool can only be the source of a replacement if
1117  *        the target is a spare in the same pool.
1118  *
1119  * We keep track of all spares on the system through the use of a reference
1120  * counted AVL tree.  When a vdev is added as a spare, or used as a replacement
1121  * spare, then we bump the reference count in the AVL tree.  In addition, we set
1122  * the 'vdev_isspare' member to indicate that the device is a spare (active or
1123  * inactive).  When a spare is made active (used to replace a device in the
1124  * pool), we also keep track of which pool its been made a part of.
1125  *
1126  * The 'spa_spare_lock' protects the AVL tree.  These functions are normally
1127  * called under the spa_namespace lock as part of vdev reconfiguration.  The
1128  * separate spare lock exists for the status query path, which does not need to
1129  * be completely consistent with respect to other vdev configuration changes.
1130  */
1131
1132 static int
1133 spa_spare_compare(const void *a, const void *b)
1134 {
1135         return (spa_aux_compare(a, b));
1136 }
1137
1138 void
1139 spa_spare_add(vdev_t *vd)
1140 {
1141         mutex_enter(&spa_spare_lock);
1142         ASSERT(!vd->vdev_isspare);
1143         spa_aux_add(vd, &spa_spare_avl);
1144         vd->vdev_isspare = B_TRUE;
1145         mutex_exit(&spa_spare_lock);
1146 }
1147
1148 void
1149 spa_spare_remove(vdev_t *vd)
1150 {
1151         mutex_enter(&spa_spare_lock);
1152         ASSERT(vd->vdev_isspare);
1153         spa_aux_remove(vd, &spa_spare_avl);
1154         vd->vdev_isspare = B_FALSE;
1155         mutex_exit(&spa_spare_lock);
1156 }
1157
1158 boolean_t
1159 spa_spare_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool, int *refcnt)
1160 {
1161         boolean_t found;
1162
1163         mutex_enter(&spa_spare_lock);
1164         found = spa_aux_exists(guid, pool, refcnt, &spa_spare_avl);
1165         mutex_exit(&spa_spare_lock);
1166
1167         return (found);
1168 }
1169
1170 void
1171 spa_spare_activate(vdev_t *vd)
1172 {
1173         mutex_enter(&spa_spare_lock);
1174         ASSERT(vd->vdev_isspare);
1175         spa_aux_activate(vd, &spa_spare_avl);
1176         mutex_exit(&spa_spare_lock);
1177 }
1178
1179 /*
1180  * Level 2 ARC devices are tracked globally for the same reasons as spares.
1181  * Cache devices currently only support one pool per cache device, and so
1182  * for these devices the aux reference count is currently unused beyond 1.
1183  */
1184
1185 static int
1186 spa_l2cache_compare(const void *a, const void *b)
1187 {
1188         return (spa_aux_compare(a, b));
1189 }
1190
1191 void
1192 spa_l2cache_add(vdev_t *vd)
1193 {
1194         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
1195         ASSERT(!vd->vdev_isl2cache);
1196         spa_aux_add(vd, &spa_l2cache_avl);
1197         vd->vdev_isl2cache = B_TRUE;
1198         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
1199 }
1200
1201 void
1202 spa_l2cache_remove(vdev_t *vd)
1203 {
1204         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
1205         ASSERT(vd->vdev_isl2cache);
1206         spa_aux_remove(vd, &spa_l2cache_avl);
1207         vd->vdev_isl2cache = B_FALSE;
1208         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
1209 }
1210
1211 boolean_t
1212 spa_l2cache_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool)
1213 {
1214         boolean_t found;
1215
1216         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
1217         found = spa_aux_exists(guid, pool, NULL, &spa_l2cache_avl);
1218         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
1219
1220         return (found);
1221 }
1222
1223 void
1224 spa_l2cache_activate(vdev_t *vd)
1225 {
1226         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
1227         ASSERT(vd->vdev_isl2cache);
1228         spa_aux_activate(vd, &spa_l2cache_avl);
1229         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
1230 }
1231
1232 /*
1233  * ==========================================================================
1234  * SPA vdev locking
1235  * ==========================================================================
1236  */
1237
1238 /*
1239  * Lock the given spa_t for the purpose of adding or removing a vdev.
1240  * Grabs the global spa_namespace_lock plus the spa config lock for writing.
1241  * It returns the next transaction group for the spa_t.
1242  */
1243 uint64_t
1244 spa_vdev_enter(spa_t *spa)
1245 {
1246         mutex_enter(&spa->spa_vdev_top_lock);
1247         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
1248         return (spa_vdev_config_enter(spa));
1249 }
1250
1251 /*
1252  * Internal implementation for spa_vdev_enter().  Used when a vdev
1253  * operation requires multiple syncs (i.e. removing a device) while
1254  * keeping the spa_namespace_lock held.
1255  */
1256 uint64_t
1257 spa_vdev_config_enter(spa_t *spa)
1258 {
1259         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
1260
1261         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, spa, RW_WRITER);
1262
1263         return (spa_last_synced_txg(spa) + 1);
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Used in combination with spa_vdev_config_enter() to allow the syncing
1268  * of multiple transactions without releasing the spa_namespace_lock.
1269  */
1270 void
1271 spa_vdev_config_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t txg, int error, char *tag)
1272 {
1273         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
1274
1275         int config_changed = B_FALSE;
1276
1277         ASSERT(txg > spa_last_synced_txg(spa));
1278
1279         spa->spa_pending_vdev = NULL;
1280
1281         /*
1282          * Reassess the DTLs.
1283          */
1284         vdev_dtl_reassess(spa->spa_root_vdev, 0, 0, B_FALSE);
1285
1286         if (error == 0 && !list_is_empty(&spa->spa_config_dirty_list)) {
1287                 config_changed = B_TRUE;
1288                 spa->spa_config_generation++;
1289         }
1290
1291         /*
1292          * Verify the metaslab classes.
1293          */
1294         ASSERT(metaslab_class_validate(spa_normal_class(spa)) == 0);
1295         ASSERT(metaslab_class_validate(spa_log_class(spa)) == 0);
1296
1297         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, spa);
1298
1299         /*
1300          * Panic the system if the specified tag requires it.  This
1301          * is useful for ensuring that configurations are updated
1302          * transactionally.
1303          */
1304         if (zio_injection_enabled)
1305                 zio_handle_panic_injection(spa, tag, 0);
1306
1307         /*
1308          * Note: this txg_wait_synced() is important because it ensures
1309          * that there won't be more than one config change per txg.
1310          * This allows us to use the txg as the generation number.
1311          */
1312         if (error == 0)
1313                 txg_wait_synced(spa->spa_dsl_pool, txg);
1314
1315         if (vd != NULL) {
1316                 ASSERT(!vd->vdev_detached || vd->vdev_dtl_sm == NULL);
1317                 if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
1318                         mutex_enter(&vd->vdev_initialize_lock);
1319                         vdev_initialize_stop(vd, VDEV_INITIALIZE_CANCELED);
1320                         mutex_exit(&vd->vdev_initialize_lock);
1321                 }
1322
1323                 spa_config_enter(spa, SCL_ALL, spa, RW_WRITER);
1324                 vdev_free(vd);
1325                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, spa);
1326         }
1327
1328         /*
1329          * If the config changed, update the config cache.
1330          */
1331         if (config_changed)
1332                 spa_write_cachefile(spa, B_FALSE, B_TRUE);
1333 }
1334
1335 /*
1336  * Unlock the spa_t after adding or removing a vdev.  Besides undoing the
1337  * locking of spa_vdev_enter(), we also want make sure the transactions have
1338  * synced to disk, and then update the global configuration cache with the new
1339  * information.
1340  */
1341 int
1342 spa_vdev_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t txg, int error)
1343 {
1344         spa_vdev_config_exit(spa, vd, txg, error, FTAG);
1345         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1346         mutex_exit(&spa->spa_vdev_top_lock);
1347
1348         return (error);
1349 }
1350
1351 /*
1352  * Lock the given spa_t for the purpose of changing vdev state.
1353  */
1354 void
1355 spa_vdev_state_enter(spa_t *spa, int oplocks)
1356 {
1357         int locks = SCL_STATE_ALL | oplocks;
1358
1359         /*
1360          * Root pools may need to read of the underlying devfs filesystem
1361          * when opening up a vdev.  Unfortunately if we're holding the
1362          * SCL_ZIO lock it will result in a deadlock when we try to issue
1363          * the read from the root filesystem.  Instead we "prefetch"
1364          * the associated vnodes that we need prior to opening the
1365          * underlying devices and cache them so that we can prevent
1366          * any I/O when we are doing the actual open.
1367          */
1368         if (spa_is_root(spa)) {
1369                 int low = locks & ~(SCL_ZIO - 1);
1370                 int high = locks & ~low;
1371
1372                 spa_config_enter(spa, high, spa, RW_WRITER);
1373                 vdev_hold(spa->spa_root_vdev);
1374                 spa_config_enter(spa, low, spa, RW_WRITER);
1375         } else {
1376                 spa_config_enter(spa, locks, spa, RW_WRITER);
1377         }
1378         spa->spa_vdev_locks = locks;
1379 }
1380
1381 int
1382 spa_vdev_state_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, int error)
1383 {
1384         boolean_t config_changed = B_FALSE;
1385
1386         if (vd != NULL || error == 0)
1387                 vdev_dtl_reassess(vd ? vd->vdev_top : spa->spa_root_vdev,
1388                     0, 0, B_FALSE);
1389
1390         if (vd != NULL) {
1391                 vdev_state_dirty(vd->vdev_top);
1392                 config_changed = B_TRUE;
1393                 spa->spa_config_generation++;
1394         }
1395
1396         if (spa_is_root(spa))
1397                 vdev_rele(spa->spa_root_vdev);
1398
1399         ASSERT3U(spa->spa_vdev_locks, >=, SCL_STATE_ALL);
1400         spa_config_exit(spa, spa->spa_vdev_locks, spa);
1401
1402         /*
1403          * If anything changed, wait for it to sync.  This ensures that,
1404          * from the system administrator's perspective, zpool(1M) commands
1405          * are synchronous.  This is important for things like zpool offline:
1406          * when the command completes, you expect no further I/O from ZFS.
1407          */
1408         if (vd != NULL)
1409                 txg_wait_synced(spa->spa_dsl_pool, 0);
1410
1411         /*
1412          * If the config changed, update the config cache.
1413          */
1414         if (config_changed) {
1415                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
1416                 spa_write_cachefile(spa, B_FALSE, B_TRUE);
1417                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1418         }
1419
1420         return (error);
1421 }
1422
1423 /*
1424  * ==========================================================================
1425  * Miscellaneous functions
1426  * ==========================================================================
1427  */
1428
1429 void
1430 spa_activate_mos_feature(spa_t *spa, const char *feature, dmu_tx_t *tx)
1431 {
1432         if (!nvlist_exists(spa->spa_label_features, feature)) {
1433                 fnvlist_add_boolean(spa->spa_label_features, feature);
1434                 /*
1435                  * When we are creating the pool (tx_txg==TXG_INITIAL), we can't
1436                  * dirty the vdev config because lock SCL_CONFIG is not held.
1437                  * Thankfully, in this case we don't need to dirty the config
1438                  * because it will be written out anyway when we finish
1439                  * creating the pool.
1440                  */
1441                 if (tx->tx_txg != TXG_INITIAL)
1442                         vdev_config_dirty(spa->spa_root_vdev);
1443         }
1444 }
1445
1446 void
1447 spa_deactivate_mos_feature(spa_t *spa, const char *feature)
1448 {
1449         if (nvlist_remove_all(spa->spa_label_features, feature) == 0)
1450                 vdev_config_dirty(spa->spa_root_vdev);
1451 }
1452
1453 /*
1454  * Return the spa_t associated with given pool_guid, if it exists.  If
1455  * device_guid is non-zero, determine whether the pool exists *and* contains
1456  * a device with the specified device_guid.
1457  */
1458 spa_t *
1459 spa_by_guid(uint64_t pool_guid, uint64_t device_guid)
1460 {
1461         spa_t *spa;
1462         avl_tree_t *t = &spa_namespace_avl;
1463
1464         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
1465
1466         for (spa = avl_first(t); spa != NULL; spa = AVL_NEXT(t, spa)) {
1467                 if (spa->spa_state == POOL_STATE_UNINITIALIZED)
1468                         continue;
1469                 if (spa->spa_root_vdev == NULL)
1470                         continue;
1471                 if (spa_guid(spa) == pool_guid) {
1472                         if (device_guid == 0)
1473                                 break;
1474
1475                         if (vdev_lookup_by_guid(spa->spa_root_vdev,
1476                             device_guid) != NULL)
1477                                 break;
1478
1479                         /*
1480                          * Check any devices we may be in the process of adding.
1481                          */
1482                         if (spa->spa_pending_vdev) {
1483                                 if (vdev_lookup_by_guid(spa->spa_pending_vdev,
1484                                     device_guid) != NULL)
1485                                         break;
1486                         }
1487                 }
1488         }
1489
1490         return (spa);
1491 }
1492
1493 /*
1494  * Determine whether a pool with the given pool_guid exists.
1495  */
1496 boolean_t
1497 spa_guid_exists(uint64_t pool_guid, uint64_t device_guid)
1498 {
1499         return (spa_by_guid(pool_guid, device_guid) != NULL);
1500 }
1501
1502 char *
1503 spa_strdup(const char *s)
1504 {
1505         size_t len;
1506         char *new;
1507
1508         len = strlen(s);
1509         new = kmem_alloc(len + 1, KM_SLEEP);
1510         bcopy(s, new, len);
1511         new[len] = '\0';
1512
1513         return (new);
1514 }
1515
1516 void
1517 spa_strfree(char *s)
1518 {
1519         kmem_free(s, strlen(s) + 1);
1520 }
1521
1522 uint64_t
1523 spa_get_random(uint64_t range)
1524 {
1525         uint64_t r;
1526
1527         ASSERT(range != 0);
1528
1529         (void) random_get_pseudo_bytes((void *)&r, sizeof (uint64_t));
1530
1531         return (r % range);
1532 }
1533
1534 uint64_t
1535 spa_generate_guid(spa_t *spa)
1536 {
1537         uint64_t guid = spa_get_random(-1ULL);
1538
1539         if (spa != NULL) {
1540                 while (guid == 0 || spa_guid_exists(spa_guid(spa), guid))
1541                         guid = spa_get_random(-1ULL);
1542         } else {
1543                 while (guid == 0 || spa_guid_exists(guid, 0))
1544                         guid = spa_get_random(-1ULL);
1545         }
1546
1547         return (guid);
1548 }
1549
1550 void
1551 snprintf_blkptr(char *buf, size_t buflen, const blkptr_t *bp)
1552 {
1553         char type[256];
1554         char *checksum = NULL;
1555         char *compress = NULL;
1556
1557         if (bp != NULL) {
1558                 if (BP_GET_TYPE(bp) & DMU_OT_NEWTYPE) {
1559                         dmu_object_byteswap_t bswap =
1560                             DMU_OT_BYTESWAP(BP_GET_TYPE(bp));
1561                         (void) snprintf(type, sizeof (type), "bswap %s %s",
1562                             DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) ?
1563                             "metadata" : "data",
1564                             dmu_ot_byteswap[bswap].ob_name);
1565                 } else {
1566                         (void) strlcpy(type, dmu_ot[BP_GET_TYPE(bp)].ot_name,
1567                             sizeof (type));
1568                 }
1569                 if (!BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
1570                         checksum =
1571                             zio_checksum_table[BP_GET_CHECKSUM(bp)].ci_name;
1572                 }
1573                 compress = zio_compress_table[BP_GET_COMPRESS(bp)].ci_name;
1574         }
1575
1576         SNPRINTF_BLKPTR(snprintf, ' ', buf, buflen, bp, type, checksum,
1577             compress);
1578 }
1579
1580 void
1581 spa_freeze(spa_t *spa)
1582 {
1583         uint64_t freeze_txg = 0;
1584
1585         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
1586         if (spa->spa_freeze_txg == UINT64_MAX) {
1587                 freeze_txg = spa_last_synced_txg(spa) + TXG_SIZE;
1588                 spa->spa_freeze_txg = freeze_txg;
1589         }
1590         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
1591         if (freeze_txg != 0)
1592                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), freeze_txg);
1593 }
1594
1595 void
1596 zfs_panic_recover(const char *fmt, ...)
1597 {
1598         va_list adx;
1599
1600         va_start(adx, fmt);
1601         vcmn_err(zfs_recover ? CE_WARN : CE_PANIC, fmt, adx);
1602         va_end(adx);
1603 }
1604
1605 /*
1606  * This is a stripped-down version of strtoull, suitable only for converting
1607  * lowercase hexadecimal numbers that don't overflow.
1608  */
1609 uint64_t
1610 zfs_strtonum(const char *str, char **nptr)
1611 {
1612         uint64_t val = 0;
1613         char c;
1614         int digit;
1615
1616         while ((c = *str) != '\0') {
1617                 if (c >= '0' && c <= '9')
1618                         digit = c - '0';
1619                 else if (c >= 'a' && c <= 'f')
1620                         digit = 10 + c - 'a';
1621                 else
1622                         break;
1623
1624                 val *= 16;
1625                 val += digit;
1626
1627                 str++;
1628         }
1629
1630         if (nptr)
1631                 *nptr = (char *)str;
1632
1633         return (val);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * ==========================================================================
1638  * Accessor functions
1639  * ==========================================================================
1640  */
1641
1642 boolean_t
1643 spa_shutting_down(spa_t *spa)
1644 {
1645         return (spa->spa_async_suspended);
1646 }
1647
1648 dsl_pool_t *
1649 spa_get_dsl(spa_t *spa)
1650 {
1651         return (spa->spa_dsl_pool);
1652 }
1653
1654 boolean_t
1655 spa_is_initializing(spa_t *spa)
1656 {
1657         return (spa->spa_is_initializing);
1658 }
1659
1660 boolean_t
1661 spa_indirect_vdevs_loaded(spa_t *spa)
1662 {
1663         return (spa->spa_indirect_vdevs_loaded);
1664 }
1665
1666 blkptr_t *
1667 spa_get_rootblkptr(spa_t *spa)
1668 {
1669         return (&spa->spa_ubsync.ub_rootbp);
1670 }
1671
1672 void
1673 spa_set_rootblkptr(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
1674 {
1675         spa->spa_uberblock.ub_rootbp = *bp;
1676 }
1677
1678 void
1679 spa_altroot(spa_t *spa, char *buf, size_t buflen)
1680 {
1681         if (spa->spa_root == NULL)
1682                 buf[0] = '\0';
1683         else
1684                 (void) strncpy(buf, spa->spa_root, buflen);
1685 }
1686
1687 int
1688 spa_sync_pass(spa_t *spa)
1689 {
1690         return (spa->spa_sync_pass);
1691 }
1692
1693 char *
1694 spa_name(spa_t *spa)
1695 {
1696         return (spa->spa_name);
1697 }
1698
1699 uint64_t
1700 spa_guid(spa_t *spa)
1701 {
1702         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
1703         uint64_t guid;
1704
1705         /*
1706          * If we fail to parse the config during spa_load(), we can go through
1707          * the error path (which posts an ereport) and end up here with no root
1708          * vdev.  We stash the original pool guid in 'spa_config_guid' to handle
1709          * this case.
1710          */
1711         if (spa->spa_root_vdev == NULL)
1712                 return (spa->spa_config_guid);
1713
1714         guid = spa->spa_last_synced_guid != 0 ?
1715             spa->spa_last_synced_guid : spa->spa_root_vdev->vdev_guid;
1716
1717         /*
1718          * Return the most recently synced out guid unless we're
1719          * in syncing context.
1720          */
1721         if (dp && dsl_pool_sync_context(dp))
1722                 return (spa->spa_root_vdev->vdev_guid);
1723         else
1724                 return (guid);
1725 }
1726
1727 uint64_t
1728 spa_load_guid(spa_t *spa)
1729 {
1730         /*
1731          * This is a GUID that exists solely as a reference for the
1732          * purposes of the arc.  It is generated at load time, and
1733          * is never written to persistent storage.
1734          */
1735         return (spa->spa_load_guid);
1736 }
1737
1738 uint64_t
1739 spa_last_synced_txg(spa_t *spa)
1740 {
1741         return (spa->spa_ubsync.ub_txg);
1742 }
1743
1744 uint64_t
1745 spa_first_txg(spa_t *spa)
1746 {
1747         return (spa->spa_first_txg);
1748 }
1749
1750 uint64_t
1751 spa_syncing_txg(spa_t *spa)
1752 {
1753         return (spa->spa_syncing_txg);
1754 }
1755
1756 /*
1757  * Return the last txg where data can be dirtied. The final txgs
1758  * will be used to just clear out any deferred frees that remain.
1759  */
1760 uint64_t
1761 spa_final_dirty_txg(spa_t *spa)
1762 {
1763         return (spa->spa_final_txg - TXG_DEFER_SIZE);
1764 }
1765
1766 pool_state_t
1767 spa_state(spa_t *spa)
1768 {
1769         return (spa->spa_state);
1770 }
1771
1772 spa_load_state_t
1773 spa_load_state(spa_t *spa)
1774 {
1775         return (spa->spa_load_state);
1776 }
1777
1778 uint64_t
1779 spa_freeze_txg(spa_t *spa)
1780 {
1781         return (spa->spa_freeze_txg);
1782 }
1783
1784 /* ARGSUSED */
1785 uint64_t
1786 spa_get_worst_case_asize(spa_t *spa, uint64_t lsize)
1787 {
1788         return (lsize * spa_asize_inflation);
1789 }
1790
1791 /*
1792  * Return the amount of slop space in bytes.  It is 1/32 of the pool (3.2%),
1793  * or at least 128MB, unless that would cause it to be more than half the
1794  * pool size.
1795  *
1796  * See the comment above spa_slop_shift for details.
1797  */
1798 uint64_t
1799 spa_get_slop_space(spa_t *spa)
1800 {
1801         uint64_t space = spa_get_dspace(spa);
1802         return (MAX(space >> spa_slop_shift, MIN(space >> 1, spa_min_slop)));
1803 }
1804
1805 uint64_t
1806 spa_get_dspace(spa_t *spa)
1807 {
1808         return (spa->spa_dspace);
1809 }
1810
1811 uint64_t
1812 spa_get_checkpoint_space(spa_t *spa)
1813 {
1814         return (spa->spa_checkpoint_info.sci_dspace);
1815 }
1816
1817 void
1818 spa_update_dspace(spa_t *spa)
1819 {
1820         spa->spa_dspace = metaslab_class_get_dspace(spa_normal_class(spa)) +
1821             ddt_get_dedup_dspace(spa);
1822         if (spa->spa_vdev_removal != NULL) {
1823                 /*
1824                  * We can't allocate from the removing device, so
1825                  * subtract its size.  This prevents the DMU/DSL from
1826                  * filling up the (now smaller) pool while we are in the
1827                  * middle of removing the device.
1828                  *
1829                  * Note that the DMU/DSL doesn't actually know or care
1830                  * how much space is allocated (it does its own tracking
1831                  * of how much space has been logically used).  So it
1832                  * doesn't matter that the data we are moving may be
1833                  * allocated twice (on the old device and the new
1834                  * device).
1835                  */
1836                 spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
1837                 vdev_t *vd =
1838                     vdev_lookup_top(spa, spa->spa_vdev_removal->svr_vdev_id);
1839                 spa->spa_dspace -= spa_deflate(spa) ?
1840                     vd->vdev_stat.vs_dspace : vd->vdev_stat.vs_space;
1841                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
1842         }
1843 }
1844
1845 /*
1846  * Return the failure mode that has been set to this pool. The default
1847  * behavior will be to block all I/Os when a complete failure occurs.
1848  */
1849 uint8_t
1850 spa_get_failmode(spa_t *spa)
1851 {
1852         return (spa->spa_failmode);
1853 }
1854
1855 boolean_t
1856 spa_suspended(spa_t *spa)
1857 {
1858         return (spa->spa_suspended);
1859 }
1860
1861 uint64_t
1862 spa_version(spa_t *spa)
1863 {
1864         return (spa->spa_ubsync.ub_version);
1865 }
1866
1867 boolean_t
1868 spa_deflate(spa_t *spa)
1869 {
1870         return (spa->spa_deflate);
1871 }
1872
1873 metaslab_class_t *
1874 spa_normal_class(spa_t *spa)
1875 {
1876         return (spa->spa_normal_class);
1877 }
1878
1879 metaslab_class_t *
1880 spa_log_class(spa_t *spa)
1881 {
1882         return (spa->spa_log_class);
1883 }
1884
1885 void
1886 spa_evicting_os_register(spa_t *spa, objset_t *os)
1887 {
1888         mutex_enter(&spa->spa_evicting_os_lock);
1889         list_insert_head(&spa->spa_evicting_os_list, os);
1890         mutex_exit(&spa->spa_evicting_os_lock);
1891 }
1892
1893 void
1894 spa_evicting_os_deregister(spa_t *spa, objset_t *os)
1895 {
1896         mutex_enter(&spa->spa_evicting_os_lock);
1897         list_remove(&spa->spa_evicting_os_list, os);
1898         cv_broadcast(&spa->spa_evicting_os_cv);
1899         mutex_exit(&spa->spa_evicting_os_lock);
1900 }
1901
1902 void
1903 spa_evicting_os_wait(spa_t *spa)
1904 {
1905         mutex_enter(&spa->spa_evicting_os_lock);
1906         while (!list_is_empty(&spa->spa_evicting_os_list))
1907                 cv_wait(&spa->spa_evicting_os_cv, &spa->spa_evicting_os_lock);
1908         mutex_exit(&spa->spa_evicting_os_lock);
1909
1910         dmu_buf_user_evict_wait();
1911 }
1912
1913 int
1914 spa_max_replication(spa_t *spa)
1915 {
1916         /*
1917          * As of SPA_VERSION == SPA_VERSION_DITTO_BLOCKS, we are able to
1918          * handle BPs with more than one DVA allocated.  Set our max
1919          * replication level accordingly.
1920          */
1921         if (spa_version(spa) < SPA_VERSION_DITTO_BLOCKS)
1922                 return (1);
1923         return (MIN(SPA_DVAS_PER_BP, spa_max_replication_override));
1924 }
1925
1926 int
1927 spa_prev_software_version(spa_t *spa)
1928 {
1929         return (spa->spa_prev_software_version);
1930 }
1931
1932 uint64_t
1933 spa_deadman_synctime(spa_t *spa)
1934 {
1935         return (spa->spa_deadman_synctime);
1936 }
1937
1938 uint64_t
1939 dva_get_dsize_sync(spa_t *spa, const dva_t *dva)
1940 {
1941         uint64_t asize = DVA_GET_ASIZE(dva);
1942         uint64_t dsize = asize;
1943
1944         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1945
1946         if (asize != 0 && spa->spa_deflate) {
1947                 uint64_t vdev = DVA_GET_VDEV(dva);
1948                 vdev_t *vd = vdev_lookup_top(spa, vdev);
1949                 if (vd == NULL) {
1950                         panic(
1951                             "dva_get_dsize_sync(): bad DVA %llu:%llu",
1952                             (u_longlong_t)vdev, (u_longlong_t)asize);
1953                 }
1954                 dsize = (asize >> SPA_MINBLOCKSHIFT) * vd->vdev_deflate_ratio;
1955         }
1956
1957         return (dsize);
1958 }
1959
1960 uint64_t
1961 bp_get_dsize_sync(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
1962 {
1963         uint64_t dsize = 0;
1964
1965         for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(bp); d++)
1966                 dsize += dva_get_dsize_sync(spa, &bp->blk_dva[d]);
1967
1968         return (dsize);
1969 }
1970
1971 uint64_t
1972 bp_get_dsize(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
1973 {
1974         uint64_t dsize = 0;
1975
1976         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
1977
1978         for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(bp); d++)
1979                 dsize += dva_get_dsize_sync(spa, &bp->blk_dva[d]);
1980
1981         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
1982
1983         return (dsize);
1984 }
1985
1986 uint64_t
1987 spa_dirty_data(spa_t *spa)
1988 {
1989         return (spa->spa_dsl_pool->dp_dirty_total);
1990 }
1991
1992 /*
1993  * ==========================================================================
1994  * Initialization and Termination
1995  * ==========================================================================
1996  */
1997
1998 static int
1999 spa_name_compare(const void *a1, const void *a2)
2000 {
2001         const spa_t *s1 = a1;
2002         const spa_t *s2 = a2;
2003         int s;
2004
2005         s = strcmp(s1->spa_name, s2->spa_name);
2006
2007         return (AVL_ISIGN(s));
2008 }
2009
2010 int
2011 spa_busy(void)
2012 {
2013         return (spa_active_count);
2014 }
2015
2016 void
2017 spa_boot_init()
2018 {
2019         spa_config_load();
2020 }
2021
2022 #ifdef _KERNEL
2023 EVENTHANDLER_DEFINE(mountroot, spa_boot_init, NULL, 0);
2024 #endif
2025
2026 void
2027 spa_init(int mode)
2028 {
2029         mutex_init(&spa_namespace_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
2030         mutex_init(&spa_spare_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
2031         mutex_init(&spa_l2cache_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
2032         cv_init(&spa_namespace_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
2033
2034         avl_create(&spa_namespace_avl, spa_name_compare, sizeof (spa_t),
2035             offsetof(spa_t, spa_avl));
2036
2037         avl_create(&spa_spare_avl, spa_spare_compare, sizeof (spa_aux_t),
2038             offsetof(spa_aux_t, aux_avl));
2039
2040         avl_create(&spa_l2cache_avl, spa_l2cache_compare, sizeof (spa_aux_t),
2041             offsetof(spa_aux_t, aux_avl));
2042
2043         spa_mode_global = mode;
2044
2045 #ifdef illumos
2046 #ifdef _KERNEL
2047         spa_arch_init();
2048 #else
2049         if (spa_mode_global != FREAD && dprintf_find_string("watch")) {
2050                 arc_procfd = open("/proc/self/ctl", O_WRONLY);
2051                 if (arc_procfd == -1) {
2052                         perror("could not enable watchpoints: "
2053                             "opening /proc/self/ctl failed: ");
2054                 } else {
2055                         arc_watch = B_TRUE;
2056                 }
2057         }
2058 #endif
2059 #endif /* illumos */
2060
2061         zfs_refcount_init();
2062         unique_init();
2063         range_tree_init();
2064         metaslab_alloc_trace_init();
2065         zio_init();
2066         lz4_init();
2067         dmu_init();
2068         zil_init();
2069         vdev_cache_stat_init();
2070         vdev_file_init();
2071         zfs_prop_init();
2072         zpool_prop_init();
2073         zpool_feature_init();
2074         spa_config_load();
2075         l2arc_start();
2076         scan_init();
2077         dsl_scan_global_init();
2078 #ifndef illumos
2079 #ifdef _KERNEL
2080         zfs_deadman_init();
2081 #endif
2082 #endif  /* !illumos */
2083 }
2084
2085 void
2086 spa_fini(void)
2087 {
2088         l2arc_stop();
2089
2090         spa_evict_all();
2091
2092         vdev_file_fini();
2093         vdev_cache_stat_fini();
2094         zil_fini();
2095         dmu_fini();
2096         lz4_fini();
2097         zio_fini();
2098         metaslab_alloc_trace_fini();
2099         range_tree_fini();
2100         unique_fini();
2101         zfs_refcount_fini();
2102         scan_fini();
2103         
2104         avl_destroy(&spa_namespace_avl);
2105         avl_destroy(&spa_spare_avl);
2106         avl_destroy(&spa_l2cache_avl);
2107
2108         cv_destroy(&spa_namespace_cv);
2109         mutex_destroy(&spa_namespace_lock);
2110         mutex_destroy(&spa_spare_lock);
2111         mutex_destroy(&spa_l2cache_lock);
2112 }
2113
2114 /*
2115  * Return whether this pool has slogs. No locking needed.
2116  * It's not a problem if the wrong answer is returned as it's only for
2117  * performance and not correctness
2118  */
2119 boolean_t
2120 spa_has_slogs(spa_t *spa)
2121 {
2122         return (spa->spa_log_class->mc_rotor != NULL);
2123 }
2124
2125 spa_log_state_t
2126 spa_get_log_state(spa_t *spa)
2127 {
2128         return (spa->spa_log_state);
2129 }
2130
2131 void
2132 spa_set_log_state(spa_t *spa, spa_log_state_t state)
2133 {
2134         spa->spa_log_state = state;
2135 }
2136
2137 boolean_t
2138 spa_is_root(spa_t *spa)
2139 {
2140         return (spa->spa_is_root);
2141 }
2142
2143 boolean_t
2144 spa_writeable(spa_t *spa)
2145 {
2146         return (!!(spa->spa_mode & FWRITE) && spa->spa_trust_config);
2147 }
2148
2149 /*
2150  * Returns true if there is a pending sync task in any of the current
2151  * syncing txg, the current quiescing txg, or the current open txg.
2152  */
2153 boolean_t
2154 spa_has_pending_synctask(spa_t *spa)
2155 {
2156         return (!txg_all_lists_empty(&spa->spa_dsl_pool->dp_sync_tasks) ||
2157             !txg_all_lists_empty(&spa->spa_dsl_pool->dp_early_sync_tasks));
2158 }
2159
2160 int
2161 spa_mode(spa_t *spa)
2162 {
2163         return (spa->spa_mode);
2164 }
2165
2166 uint64_t
2167 spa_bootfs(spa_t *spa)
2168 {
2169         return (spa->spa_bootfs);
2170 }
2171
2172 uint64_t
2173 spa_delegation(spa_t *spa)
2174 {
2175         return (spa->spa_delegation);
2176 }
2177
2178 objset_t *
2179 spa_meta_objset(spa_t *spa)
2180 {
2181         return (spa->spa_meta_objset);
2182 }
2183
2184 enum zio_checksum
2185 spa_dedup_checksum(spa_t *spa)
2186 {
2187         return (spa->spa_dedup_checksum);
2188 }
2189
2190 /*
2191  * Reset pool scan stat per scan pass (or reboot).
2192  */
2193 void
2194 spa_scan_stat_init(spa_t *spa)
2195 {
2196         /* data not stored on disk */
2197         spa->spa_scan_pass_start = gethrestime_sec();
2198         if (dsl_scan_is_paused_scrub(spa->spa_dsl_pool->dp_scan))
2199                 spa->spa_scan_pass_scrub_pause = spa->spa_scan_pass_start;
2200         else
2201                 spa->spa_scan_pass_scrub_pause = 0;
2202         spa->spa_scan_pass_scrub_spent_paused = 0;
2203         spa->spa_scan_pass_exam = 0;
2204         spa->spa_scan_pass_issued = 0;
2205         vdev_scan_stat_init(spa->spa_root_vdev);
2206 }
2207
2208 /*
2209  * Get scan stats for zpool status reports
2210  */
2211 int
2212 spa_scan_get_stats(spa_t *spa, pool_scan_stat_t *ps)
2213 {
2214         dsl_scan_t *scn = spa->spa_dsl_pool ? spa->spa_dsl_pool->dp_scan : NULL;
2215
2216         if (scn == NULL || scn->scn_phys.scn_func == POOL_SCAN_NONE)
2217                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2218         bzero(ps, sizeof (pool_scan_stat_t));
2219
2220         /* data stored on disk */
2221         ps->pss_func = scn->scn_phys.scn_func;
2222         ps->pss_state = scn->scn_phys.scn_state;
2223         ps->pss_start_time = scn->scn_phys.scn_start_time;
2224         ps->pss_end_time = scn->scn_phys.scn_end_time;
2225         ps->pss_to_examine = scn->scn_phys.scn_to_examine;
2226         ps->pss_to_process = scn->scn_phys.scn_to_process;
2227         ps->pss_processed = scn->scn_phys.scn_processed;
2228         ps->pss_errors = scn->scn_phys.scn_errors;
2229         ps->pss_examined = scn->scn_phys.scn_examined;
2230         ps->pss_issued =
2231                 scn->scn_issued_before_pass + spa->spa_scan_pass_issued;
2232         /* data not stored on disk */
2233         ps->pss_pass_start = spa->spa_scan_pass_start;
2234         ps->pss_pass_exam = spa->spa_scan_pass_exam;
2235         ps->pss_pass_issued = spa->spa_scan_pass_issued;
2236         ps->pss_pass_scrub_pause = spa->spa_scan_pass_scrub_pause;
2237         ps->pss_pass_scrub_spent_paused = spa->spa_scan_pass_scrub_spent_paused;
2238
2239         return (0);
2240 }
2241
2242 int
2243 spa_maxblocksize(spa_t *spa)
2244 {
2245         if (spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_LARGE_BLOCKS))
2246                 return (SPA_MAXBLOCKSIZE);
2247         else
2248                 return (SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE);
2249 }
2250
2251 int
2252 spa_maxdnodesize(spa_t *spa)
2253 {
2254         if (spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_LARGE_DNODE))
2255                 return (DNODE_MAX_SIZE);
2256         else
2257                 return (DNODE_MIN_SIZE);
2258 }
2259
2260 /*
2261  * Returns the txg that the last device removal completed. No indirect mappings
2262  * have been added since this txg.
2263  */
2264 uint64_t
2265 spa_get_last_removal_txg(spa_t *spa)
2266 {
2267         uint64_t vdevid;
2268         uint64_t ret = -1ULL;
2269
2270         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2271         /*
2272          * sr_prev_indirect_vdev is only modified while holding all the
2273          * config locks, so it is sufficient to hold SCL_VDEV as reader when
2274          * examining it.
2275          */
2276         vdevid = spa->spa_removing_phys.sr_prev_indirect_vdev;
2277
2278         while (vdevid != -1ULL) {
2279                 vdev_t *vd = vdev_lookup_top(spa, vdevid);
2280                 vdev_indirect_births_t *vib = vd->vdev_indirect_births;
2281
2282                 ASSERT3P(vd->vdev_ops, ==, &vdev_indirect_ops);
2283
2284                 /*
2285                  * If the removal did not remap any data, we don't care.
2286                  */
2287                 if (vdev_indirect_births_count(vib) != 0) {
2288                         ret = vdev_indirect_births_last_entry_txg(vib);
2289                         break;
2290                 }
2291
2292                 vdevid = vd->vdev_indirect_config.vic_prev_indirect_vdev;
2293         }
2294         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2295
2296         IMPLY(ret != -1ULL,
2297             spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_DEVICE_REMOVAL));
2298
2299         return (ret);
2300 }
2301
2302 boolean_t
2303 spa_trust_config(spa_t *spa)
2304 {
2305         return (spa->spa_trust_config);
2306 }
2307
2308 uint64_t
2309 spa_missing_tvds_allowed(spa_t *spa)
2310 {
2311         return (spa->spa_missing_tvds_allowed);
2312 }
2313
2314 void
2315 spa_set_missing_tvds(spa_t *spa, uint64_t missing)
2316 {
2317         spa->spa_missing_tvds = missing;
2318 }
2319
2320 boolean_t
2321 spa_top_vdevs_spacemap_addressable(spa_t *spa)
2322 {
2323         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2324         for (uint64_t c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2325                 if (!vdev_is_spacemap_addressable(rvd->vdev_child[c]))
2326                         return (B_FALSE);
2327         }
2328         return (B_TRUE);
2329 }
2330
2331 boolean_t
2332 spa_has_checkpoint(spa_t *spa)
2333 {
2334         return (spa->spa_checkpoint_txg != 0);
2335 }
2336
2337 boolean_t
2338 spa_importing_readonly_checkpoint(spa_t *spa)
2339 {
2340         return ((spa->spa_import_flags & ZFS_IMPORT_CHECKPOINT) &&
2341             spa->spa_mode == FREAD);
2342 }
2343
2344 uint64_t
2345 spa_min_claim_txg(spa_t *spa)
2346 {
2347         uint64_t checkpoint_txg = spa->spa_uberblock.ub_checkpoint_txg;
2348
2349         if (checkpoint_txg != 0)
2350                 return (checkpoint_txg + 1);
2351
2352         return (spa->spa_first_txg);
2353 }
2354
2355 /*
2356  * If there is a checkpoint, async destroys may consume more space from
2357  * the pool instead of freeing it. In an attempt to save the pool from
2358  * getting suspended when it is about to run out of space, we stop
2359  * processing async destroys.
2360  */
2361 boolean_t
2362 spa_suspend_async_destroy(spa_t *spa)
2363 {
2364         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
2365
2366         uint64_t unreserved = dsl_pool_unreserved_space(dp,
2367             ZFS_SPACE_CHECK_EXTRA_RESERVED);
2368         uint64_t used = dsl_dir_phys(dp->dp_root_dir)->dd_used_bytes;
2369         uint64_t avail = (unreserved > used) ? (unreserved - used) : 0;
2370
2371         if (spa_has_checkpoint(spa) && avail == 0)
2372                 return (B_TRUE);
2373
2374         return (B_FALSE);
2375 }