]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/spa_misc.c
MFC r353176,r353304,r353556,r353559: large_dnode improvements and fixes
[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 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                 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                 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 (!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) 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 (!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) 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(!refcount_is_zero(&scl->scl_count));
575                 if (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 && !refcount_is_zero(&scl->scl_count)) ||
595                     (rw == RW_WRITER && scl->scl_writer == curthread))
596                         locks_held |= 1 << i;
597         }
598
599         return (locks_held);
600 }
601
602 /*
603  * ==========================================================================
604  * SPA namespace functions
605  * ==========================================================================
606  */
607
608 /*
609  * Lookup the named spa_t in the AVL tree.  The spa_namespace_lock must be held.
610  * Returns NULL if no matching spa_t is found.
611  */
612 spa_t *
613 spa_lookup(const char *name)
614 {
615         static spa_t search;    /* spa_t is large; don't allocate on stack */
616         spa_t *spa;
617         avl_index_t where;
618         char *cp;
619
620         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
621
622         (void) strlcpy(search.spa_name, name, sizeof (search.spa_name));
623
624         /*
625          * If it's a full dataset name, figure out the pool name and
626          * just use that.
627          */
628         cp = strpbrk(search.spa_name, "/@#");
629         if (cp != NULL)
630                 *cp = '\0';
631
632         spa = avl_find(&spa_namespace_avl, &search, &where);
633
634         return (spa);
635 }
636
637 /*
638  * Fires when spa_sync has not completed within zfs_deadman_synctime_ms.
639  * If the zfs_deadman_enabled flag is set then it inspects all vdev queues
640  * looking for potentially hung I/Os.
641  */
642 static void
643 spa_deadman(void *arg, int pending)
644 {
645         spa_t *spa = arg;
646
647         /*
648          * Disable the deadman timer if the pool is suspended.
649          */
650         if (spa_suspended(spa)) {
651 #ifdef illumos
652                 VERIFY(cyclic_reprogram(spa->spa_deadman_cycid, CY_INFINITY));
653 #else
654                 /* Nothing.  just don't schedule any future callouts. */
655 #endif
656                 return;
657         }
658
659         zfs_dbgmsg("slow spa_sync: started %llu seconds ago, calls %llu",
660             (gethrtime() - spa->spa_sync_starttime) / NANOSEC,
661             ++spa->spa_deadman_calls);
662         if (zfs_deadman_enabled)
663                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev);
664 #ifdef __FreeBSD__
665 #ifdef _KERNEL
666         callout_schedule(&spa->spa_deadman_cycid,
667             hz * zfs_deadman_checktime_ms / MILLISEC);
668 #endif
669 #endif
670 }
671
672 #if defined(__FreeBSD__) && defined(_KERNEL)
673 static void
674 spa_deadman_timeout(void *arg)
675 {
676         spa_t *spa = arg;
677
678         taskqueue_enqueue(taskqueue_thread, &spa->spa_deadman_task);
679 }
680 #endif
681
682 /*
683  * Create an uninitialized spa_t with the given name.  Requires
684  * spa_namespace_lock.  The caller must ensure that the spa_t doesn't already
685  * exist by calling spa_lookup() first.
686  */
687 spa_t *
688 spa_add(const char *name, nvlist_t *config, const char *altroot)
689 {
690         spa_t *spa;
691         spa_config_dirent_t *dp;
692 #ifdef illumos
693         cyc_handler_t hdlr;
694         cyc_time_t when;
695 #endif
696
697         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
698
699         spa = kmem_zalloc(sizeof (spa_t), KM_SLEEP);
700
701         mutex_init(&spa->spa_async_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
702         mutex_init(&spa->spa_errlist_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
703         mutex_init(&spa->spa_errlog_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
704         mutex_init(&spa->spa_evicting_os_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
705         mutex_init(&spa->spa_history_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
706         mutex_init(&spa->spa_proc_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
707         mutex_init(&spa->spa_props_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
708         mutex_init(&spa->spa_cksum_tmpls_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
709         mutex_init(&spa->spa_scrub_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
710         mutex_init(&spa->spa_suspend_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
711         mutex_init(&spa->spa_vdev_top_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
712         mutex_init(&spa->spa_feat_stats_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
713
714         cv_init(&spa->spa_async_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
715         cv_init(&spa->spa_evicting_os_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
716         cv_init(&spa->spa_proc_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
717         cv_init(&spa->spa_scrub_io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
718         cv_init(&spa->spa_suspend_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
719
720         for (int t = 0; t < TXG_SIZE; t++)
721                 bplist_create(&spa->spa_free_bplist[t]);
722
723         (void) strlcpy(spa->spa_name, name, sizeof (spa->spa_name));
724         spa->spa_state = POOL_STATE_UNINITIALIZED;
725         spa->spa_freeze_txg = UINT64_MAX;
726         spa->spa_final_txg = UINT64_MAX;
727         spa->spa_load_max_txg = UINT64_MAX;
728         spa->spa_proc = &p0;
729         spa->spa_proc_state = SPA_PROC_NONE;
730         spa->spa_trust_config = B_TRUE;
731
732 #ifdef illumos
733         hdlr.cyh_func = spa_deadman;
734         hdlr.cyh_arg = spa;
735         hdlr.cyh_level = CY_LOW_LEVEL;
736 #endif
737
738         spa->spa_deadman_synctime = MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
739
740 #ifdef illumos
741         /*
742          * This determines how often we need to check for hung I/Os after
743          * the cyclic has already fired. Since checking for hung I/Os is
744          * an expensive operation we don't want to check too frequently.
745          * Instead wait for 5 seconds before checking again.
746          */
747         when.cyt_interval = MSEC2NSEC(zfs_deadman_checktime_ms);
748         when.cyt_when = CY_INFINITY;
749         mutex_enter(&cpu_lock);
750         spa->spa_deadman_cycid = cyclic_add(&hdlr, &when);
751         mutex_exit(&cpu_lock);
752 #else   /* !illumos */
753 #ifdef _KERNEL
754         /*
755          * callout(9) does not provide a way to initialize a callout with
756          * a function and an argument, so we use callout_reset() to schedule
757          * the callout in the very distant future.  Even if that event ever
758          * fires, it should be okayas we won't have any active zio-s.
759          * But normally spa_sync() will reschedule the callout with a proper
760          * timeout.
761          * callout(9) does not allow the callback function to sleep but
762          * vdev_deadman() needs to acquire vq_lock and illumos mutexes are
763          * emulated using sx(9).  For this reason spa_deadman_timeout()
764          * will schedule spa_deadman() as task on a taskqueue that allows
765          * sleeping.
766          */
767         TASK_INIT(&spa->spa_deadman_task, 0, spa_deadman, spa);
768         callout_init(&spa->spa_deadman_cycid, 1);
769         callout_reset_sbt(&spa->spa_deadman_cycid, SBT_MAX, 0,
770             spa_deadman_timeout, spa, 0);
771 #endif
772 #endif
773         refcount_create(&spa->spa_refcount);
774         spa_config_lock_init(spa);
775
776         avl_add(&spa_namespace_avl, spa);
777
778         /*
779          * Set the alternate root, if there is one.
780          */
781         if (altroot) {
782                 spa->spa_root = spa_strdup(altroot);
783                 spa_active_count++;
784         }
785
786         spa->spa_alloc_count = spa_allocators;
787         spa->spa_alloc_locks = kmem_zalloc(spa->spa_alloc_count *
788             sizeof (kmutex_t), KM_SLEEP);
789         spa->spa_alloc_trees = kmem_zalloc(spa->spa_alloc_count *
790             sizeof (avl_tree_t), KM_SLEEP);
791         for (int i = 0; i < spa->spa_alloc_count; i++) {
792                 mutex_init(&spa->spa_alloc_locks[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
793                 avl_create(&spa->spa_alloc_trees[i], zio_bookmark_compare,
794                     sizeof (zio_t), offsetof(zio_t, io_alloc_node));
795         }
796
797         /*
798          * Every pool starts with the default cachefile
799          */
800         list_create(&spa->spa_config_list, sizeof (spa_config_dirent_t),
801             offsetof(spa_config_dirent_t, scd_link));
802
803         dp = kmem_zalloc(sizeof (spa_config_dirent_t), KM_SLEEP);
804         dp->scd_path = altroot ? NULL : spa_strdup(spa_config_path);
805         list_insert_head(&spa->spa_config_list, dp);
806
807         VERIFY(nvlist_alloc(&spa->spa_load_info, NV_UNIQUE_NAME,
808             KM_SLEEP) == 0);
809
810         if (config != NULL) {
811                 nvlist_t *features;
812
813                 if (nvlist_lookup_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_FEATURES_FOR_READ,
814                     &features) == 0) {
815                         VERIFY(nvlist_dup(features, &spa->spa_label_features,
816                             0) == 0);
817                 }
818
819                 VERIFY(nvlist_dup(config, &spa->spa_config, 0) == 0);
820         }
821
822         if (spa->spa_label_features == NULL) {
823                 VERIFY(nvlist_alloc(&spa->spa_label_features, NV_UNIQUE_NAME,
824                     KM_SLEEP) == 0);
825         }
826
827         spa->spa_min_ashift = INT_MAX;
828         spa->spa_max_ashift = 0;
829
830         /*
831          * As a pool is being created, treat all features as disabled by
832          * setting SPA_FEATURE_DISABLED for all entries in the feature
833          * refcount cache.
834          */
835         for (int i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
836                 spa->spa_feat_refcount_cache[i] = SPA_FEATURE_DISABLED;
837         }
838
839         return (spa);
840 }
841
842 /*
843  * Removes a spa_t from the namespace, freeing up any memory used.  Requires
844  * spa_namespace_lock.  This is called only after the spa_t has been closed and
845  * deactivated.
846  */
847 void
848 spa_remove(spa_t *spa)
849 {
850         spa_config_dirent_t *dp;
851
852         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
853         ASSERT(spa->spa_state == POOL_STATE_UNINITIALIZED);
854         ASSERT3U(refcount_count(&spa->spa_refcount), ==, 0);
855
856         nvlist_free(spa->spa_config_splitting);
857
858         avl_remove(&spa_namespace_avl, spa);
859         cv_broadcast(&spa_namespace_cv);
860
861         if (spa->spa_root) {
862                 spa_strfree(spa->spa_root);
863                 spa_active_count--;
864         }
865
866         while ((dp = list_head(&spa->spa_config_list)) != NULL) {
867                 list_remove(&spa->spa_config_list, dp);
868                 if (dp->scd_path != NULL)
869                         spa_strfree(dp->scd_path);
870                 kmem_free(dp, sizeof (spa_config_dirent_t));
871         }
872
873         for (int i = 0; i < spa->spa_alloc_count; i++) {
874                 avl_destroy(&spa->spa_alloc_trees[i]);
875                 mutex_destroy(&spa->spa_alloc_locks[i]);
876         }
877         kmem_free(spa->spa_alloc_locks, spa->spa_alloc_count *
878             sizeof (kmutex_t));
879         kmem_free(spa->spa_alloc_trees, spa->spa_alloc_count *
880             sizeof (avl_tree_t));
881
882         list_destroy(&spa->spa_config_list);
883
884         nvlist_free(spa->spa_label_features);
885         nvlist_free(spa->spa_load_info);
886         nvlist_free(spa->spa_feat_stats);
887         spa_config_set(spa, NULL);
888
889 #ifdef illumos
890         mutex_enter(&cpu_lock);
891         if (spa->spa_deadman_cycid != CYCLIC_NONE)
892                 cyclic_remove(spa->spa_deadman_cycid);
893         mutex_exit(&cpu_lock);
894         spa->spa_deadman_cycid = CYCLIC_NONE;
895 #else   /* !illumos */
896 #ifdef _KERNEL
897         callout_drain(&spa->spa_deadman_cycid);
898         taskqueue_drain(taskqueue_thread, &spa->spa_deadman_task);
899 #endif
900 #endif
901
902         refcount_destroy(&spa->spa_refcount);
903
904         spa_config_lock_destroy(spa);
905
906         for (int t = 0; t < TXG_SIZE; t++)
907                 bplist_destroy(&spa->spa_free_bplist[t]);
908
909         zio_checksum_templates_free(spa);
910
911         cv_destroy(&spa->spa_async_cv);
912         cv_destroy(&spa->spa_evicting_os_cv);
913         cv_destroy(&spa->spa_proc_cv);
914         cv_destroy(&spa->spa_scrub_io_cv);
915         cv_destroy(&spa->spa_suspend_cv);
916
917         mutex_destroy(&spa->spa_async_lock);
918         mutex_destroy(&spa->spa_errlist_lock);
919         mutex_destroy(&spa->spa_errlog_lock);
920         mutex_destroy(&spa->spa_evicting_os_lock);
921         mutex_destroy(&spa->spa_history_lock);
922         mutex_destroy(&spa->spa_proc_lock);
923         mutex_destroy(&spa->spa_props_lock);
924         mutex_destroy(&spa->spa_cksum_tmpls_lock);
925         mutex_destroy(&spa->spa_scrub_lock);
926         mutex_destroy(&spa->spa_suspend_lock);
927         mutex_destroy(&spa->spa_vdev_top_lock);
928         mutex_destroy(&spa->spa_feat_stats_lock);
929
930         kmem_free(spa, sizeof (spa_t));
931 }
932
933 /*
934  * Given a pool, return the next pool in the namespace, or NULL if there is
935  * none.  If 'prev' is NULL, return the first pool.
936  */
937 spa_t *
938 spa_next(spa_t *prev)
939 {
940         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
941
942         if (prev)
943                 return (AVL_NEXT(&spa_namespace_avl, prev));
944         else
945                 return (avl_first(&spa_namespace_avl));
946 }
947
948 /*
949  * ==========================================================================
950  * SPA refcount functions
951  * ==========================================================================
952  */
953
954 /*
955  * Add a reference to the given spa_t.  Must have at least one reference, or
956  * have the namespace lock held.
957  */
958 void
959 spa_open_ref(spa_t *spa, void *tag)
960 {
961         ASSERT(refcount_count(&spa->spa_refcount) >= spa->spa_minref ||
962             MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
963         (void) refcount_add(&spa->spa_refcount, tag);
964 }
965
966 /*
967  * Remove a reference to the given spa_t.  Must have at least one reference, or
968  * have the namespace lock held.
969  */
970 void
971 spa_close(spa_t *spa, void *tag)
972 {
973         ASSERT(refcount_count(&spa->spa_refcount) > spa->spa_minref ||
974             MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
975         (void) refcount_remove(&spa->spa_refcount, tag);
976 }
977
978 /*
979  * Remove a reference to the given spa_t held by a dsl dir that is
980  * being asynchronously released.  Async releases occur from a taskq
981  * performing eviction of dsl datasets and dirs.  The namespace lock
982  * isn't held and the hold by the object being evicted may contribute to
983  * spa_minref (e.g. dataset or directory released during pool export),
984  * so the asserts in spa_close() do not apply.
985  */
986 void
987 spa_async_close(spa_t *spa, void *tag)
988 {
989         (void) refcount_remove(&spa->spa_refcount, tag);
990 }
991
992 /*
993  * Check to see if the spa refcount is zero.  Must be called with
994  * spa_namespace_lock held.  We really compare against spa_minref, which is the
995  * number of references acquired when opening a pool
996  */
997 boolean_t
998 spa_refcount_zero(spa_t *spa)
999 {
1000         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
1001
1002         return (refcount_count(&spa->spa_refcount) == spa->spa_minref);
1003 }
1004
1005 /*
1006  * ==========================================================================
1007  * SPA spare and l2cache tracking
1008  * ==========================================================================
1009  */
1010
1011 /*
1012  * Hot spares and cache devices are tracked using the same code below,
1013  * for 'auxiliary' devices.
1014  */
1015
1016 typedef struct spa_aux {
1017         uint64_t        aux_guid;
1018         uint64_t        aux_pool;
1019         avl_node_t      aux_avl;
1020         int             aux_count;
1021 } spa_aux_t;
1022
1023 static inline int
1024 spa_aux_compare(const void *a, const void *b)
1025 {
1026         const spa_aux_t *sa = (const spa_aux_t *)a;
1027         const spa_aux_t *sb = (const spa_aux_t *)b;
1028
1029         return (AVL_CMP(sa->aux_guid, sb->aux_guid));
1030 }
1031
1032 void
1033 spa_aux_add(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
1034 {
1035         avl_index_t where;
1036         spa_aux_t search;
1037         spa_aux_t *aux;
1038
1039         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
1040         if ((aux = avl_find(avl, &search, &where)) != NULL) {
1041                 aux->aux_count++;
1042         } else {
1043                 aux = kmem_zalloc(sizeof (spa_aux_t), KM_SLEEP);
1044                 aux->aux_guid = vd->vdev_guid;
1045                 aux->aux_count = 1;
1046                 avl_insert(avl, aux, where);
1047         }
1048 }
1049
1050 void
1051 spa_aux_remove(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
1052 {
1053         spa_aux_t search;
1054         spa_aux_t *aux;
1055         avl_index_t where;
1056
1057         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
1058         aux = avl_find(avl, &search, &where);
1059
1060         ASSERT(aux != NULL);
1061
1062         if (--aux->aux_count == 0) {
1063                 avl_remove(avl, aux);
1064                 kmem_free(aux, sizeof (spa_aux_t));
1065         } else if (aux->aux_pool == spa_guid(vd->vdev_spa)) {
1066                 aux->aux_pool = 0ULL;
1067         }
1068 }
1069
1070 boolean_t
1071 spa_aux_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool, int *refcnt, avl_tree_t *avl)
1072 {
1073         spa_aux_t search, *found;
1074
1075         search.aux_guid = guid;
1076         found = avl_find(avl, &search, NULL);
1077
1078         if (pool) {
1079                 if (found)
1080                         *pool = found->aux_pool;
1081                 else
1082                         *pool = 0ULL;
1083         }
1084
1085         if (refcnt) {
1086                 if (found)
1087                         *refcnt = found->aux_count;
1088                 else
1089                         *refcnt = 0;
1090         }
1091
1092         return (found != NULL);
1093 }
1094
1095 void
1096 spa_aux_activate(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
1097 {
1098         spa_aux_t search, *found;
1099         avl_index_t where;
1100
1101         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
1102         found = avl_find(avl, &search, &where);
1103         ASSERT(found != NULL);
1104         ASSERT(found->aux_pool == 0ULL);
1105
1106         found->aux_pool = spa_guid(vd->vdev_spa);
1107 }
1108
1109 /*
1110  * Spares are tracked globally due to the following constraints:
1111  *
1112  *      - A spare may be part of multiple pools.
1113  *      - A spare may be added to a pool even if it's actively in use within
1114  *        another pool.
1115  *      - A spare in use in any pool can only be the source of a replacement if
1116  *        the target is a spare in the same pool.
1117  *
1118  * We keep track of all spares on the system through the use of a reference
1119  * counted AVL tree.  When a vdev is added as a spare, or used as a replacement
1120  * spare, then we bump the reference count in the AVL tree.  In addition, we set
1121  * the 'vdev_isspare' member to indicate that the device is a spare (active or
1122  * inactive).  When a spare is made active (used to replace a device in the
1123  * pool), we also keep track of which pool its been made a part of.
1124  *
1125  * The 'spa_spare_lock' protects the AVL tree.  These functions are normally
1126  * called under the spa_namespace lock as part of vdev reconfiguration.  The
1127  * separate spare lock exists for the status query path, which does not need to
1128  * be completely consistent with respect to other vdev configuration changes.
1129  */
1130
1131 static int
1132 spa_spare_compare(const void *a, const void *b)
1133 {
1134         return (spa_aux_compare(a, b));
1135 }
1136
1137 void
1138 spa_spare_add(vdev_t *vd)
1139 {
1140         mutex_enter(&spa_spare_lock);
1141         ASSERT(!vd->vdev_isspare);
1142         spa_aux_add(vd, &spa_spare_avl);
1143         vd->vdev_isspare = B_TRUE;
1144         mutex_exit(&spa_spare_lock);
1145 }
1146
1147 void
1148 spa_spare_remove(vdev_t *vd)
1149 {
1150         mutex_enter(&spa_spare_lock);
1151         ASSERT(vd->vdev_isspare);
1152         spa_aux_remove(vd, &spa_spare_avl);
1153         vd->vdev_isspare = B_FALSE;
1154         mutex_exit(&spa_spare_lock);
1155 }
1156
1157 boolean_t
1158 spa_spare_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool, int *refcnt)
1159 {
1160         boolean_t found;
1161
1162         mutex_enter(&spa_spare_lock);
1163         found = spa_aux_exists(guid, pool, refcnt, &spa_spare_avl);
1164         mutex_exit(&spa_spare_lock);
1165
1166         return (found);
1167 }
1168
1169 void
1170 spa_spare_activate(vdev_t *vd)
1171 {
1172         mutex_enter(&spa_spare_lock);
1173         ASSERT(vd->vdev_isspare);
1174         spa_aux_activate(vd, &spa_spare_avl);
1175         mutex_exit(&spa_spare_lock);
1176 }
1177
1178 /*
1179  * Level 2 ARC devices are tracked globally for the same reasons as spares.
1180  * Cache devices currently only support one pool per cache device, and so
1181  * for these devices the aux reference count is currently unused beyond 1.
1182  */
1183
1184 static int
1185 spa_l2cache_compare(const void *a, const void *b)
1186 {
1187         return (spa_aux_compare(a, b));
1188 }
1189
1190 void
1191 spa_l2cache_add(vdev_t *vd)
1192 {
1193         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
1194         ASSERT(!vd->vdev_isl2cache);
1195         spa_aux_add(vd, &spa_l2cache_avl);
1196         vd->vdev_isl2cache = B_TRUE;
1197         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
1198 }
1199
1200 void
1201 spa_l2cache_remove(vdev_t *vd)
1202 {
1203         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
1204         ASSERT(vd->vdev_isl2cache);
1205         spa_aux_remove(vd, &spa_l2cache_avl);
1206         vd->vdev_isl2cache = B_FALSE;
1207         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
1208 }
1209
1210 boolean_t
1211 spa_l2cache_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool)
1212 {
1213         boolean_t found;
1214
1215         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
1216         found = spa_aux_exists(guid, pool, NULL, &spa_l2cache_avl);
1217         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
1218
1219         return (found);
1220 }
1221
1222 void
1223 spa_l2cache_activate(vdev_t *vd)
1224 {
1225         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
1226         ASSERT(vd->vdev_isl2cache);
1227         spa_aux_activate(vd, &spa_l2cache_avl);
1228         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
1229 }
1230
1231 /*
1232  * ==========================================================================
1233  * SPA vdev locking
1234  * ==========================================================================
1235  */
1236
1237 /*
1238  * Lock the given spa_t for the purpose of adding or removing a vdev.
1239  * Grabs the global spa_namespace_lock plus the spa config lock for writing.
1240  * It returns the next transaction group for the spa_t.
1241  */
1242 uint64_t
1243 spa_vdev_enter(spa_t *spa)
1244 {
1245         mutex_enter(&spa->spa_vdev_top_lock);
1246         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
1247         return (spa_vdev_config_enter(spa));
1248 }
1249
1250 /*
1251  * Internal implementation for spa_vdev_enter().  Used when a vdev
1252  * operation requires multiple syncs (i.e. removing a device) while
1253  * keeping the spa_namespace_lock held.
1254  */
1255 uint64_t
1256 spa_vdev_config_enter(spa_t *spa)
1257 {
1258         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
1259
1260         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, spa, RW_WRITER);
1261
1262         return (spa_last_synced_txg(spa) + 1);
1263 }
1264
1265 /*
1266  * Used in combination with spa_vdev_config_enter() to allow the syncing
1267  * of multiple transactions without releasing the spa_namespace_lock.
1268  */
1269 void
1270 spa_vdev_config_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t txg, int error, char *tag)
1271 {
1272         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
1273
1274         int config_changed = B_FALSE;
1275
1276         ASSERT(txg > spa_last_synced_txg(spa));
1277
1278         spa->spa_pending_vdev = NULL;
1279
1280         /*
1281          * Reassess the DTLs.
1282          */
1283         vdev_dtl_reassess(spa->spa_root_vdev, 0, 0, B_FALSE);
1284
1285         if (error == 0 && !list_is_empty(&spa->spa_config_dirty_list)) {
1286                 config_changed = B_TRUE;
1287                 spa->spa_config_generation++;
1288         }
1289
1290         /*
1291          * Verify the metaslab classes.
1292          */
1293         ASSERT(metaslab_class_validate(spa_normal_class(spa)) == 0);
1294         ASSERT(metaslab_class_validate(spa_log_class(spa)) == 0);
1295
1296         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, spa);
1297
1298         /*
1299          * Panic the system if the specified tag requires it.  This
1300          * is useful for ensuring that configurations are updated
1301          * transactionally.
1302          */
1303         if (zio_injection_enabled)
1304                 zio_handle_panic_injection(spa, tag, 0);
1305
1306         /*
1307          * Note: this txg_wait_synced() is important because it ensures
1308          * that there won't be more than one config change per txg.
1309          * This allows us to use the txg as the generation number.
1310          */
1311         if (error == 0)
1312                 txg_wait_synced(spa->spa_dsl_pool, txg);
1313
1314         if (vd != NULL) {
1315                 ASSERT(!vd->vdev_detached || vd->vdev_dtl_sm == NULL);
1316                 if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
1317                         mutex_enter(&vd->vdev_initialize_lock);
1318                         vdev_initialize_stop(vd, VDEV_INITIALIZE_CANCELED);
1319                         mutex_exit(&vd->vdev_initialize_lock);
1320                 }
1321
1322                 spa_config_enter(spa, SCL_ALL, spa, RW_WRITER);
1323                 vdev_free(vd);
1324                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, spa);
1325         }
1326
1327         /*
1328          * If the config changed, update the config cache.
1329          */
1330         if (config_changed)
1331                 spa_write_cachefile(spa, B_FALSE, B_TRUE);
1332 }
1333
1334 /*
1335  * Unlock the spa_t after adding or removing a vdev.  Besides undoing the
1336  * locking of spa_vdev_enter(), we also want make sure the transactions have
1337  * synced to disk, and then update the global configuration cache with the new
1338  * information.
1339  */
1340 int
1341 spa_vdev_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t txg, int error)
1342 {
1343         spa_vdev_config_exit(spa, vd, txg, error, FTAG);
1344         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1345         mutex_exit(&spa->spa_vdev_top_lock);
1346
1347         return (error);
1348 }
1349
1350 /*
1351  * Lock the given spa_t for the purpose of changing vdev state.
1352  */
1353 void
1354 spa_vdev_state_enter(spa_t *spa, int oplocks)
1355 {
1356         int locks = SCL_STATE_ALL | oplocks;
1357
1358         /*
1359          * Root pools may need to read of the underlying devfs filesystem
1360          * when opening up a vdev.  Unfortunately if we're holding the
1361          * SCL_ZIO lock it will result in a deadlock when we try to issue
1362          * the read from the root filesystem.  Instead we "prefetch"
1363          * the associated vnodes that we need prior to opening the
1364          * underlying devices and cache them so that we can prevent
1365          * any I/O when we are doing the actual open.
1366          */
1367         if (spa_is_root(spa)) {
1368                 int low = locks & ~(SCL_ZIO - 1);
1369                 int high = locks & ~low;
1370
1371                 spa_config_enter(spa, high, spa, RW_WRITER);
1372                 vdev_hold(spa->spa_root_vdev);
1373                 spa_config_enter(spa, low, spa, RW_WRITER);
1374         } else {
1375                 spa_config_enter(spa, locks, spa, RW_WRITER);
1376         }
1377         spa->spa_vdev_locks = locks;
1378 }
1379
1380 int
1381 spa_vdev_state_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, int error)
1382 {
1383         boolean_t config_changed = B_FALSE;
1384
1385         if (vd != NULL || error == 0)
1386                 vdev_dtl_reassess(vd ? vd->vdev_top : spa->spa_root_vdev,
1387                     0, 0, B_FALSE);
1388
1389         if (vd != NULL) {
1390                 vdev_state_dirty(vd->vdev_top);
1391                 config_changed = B_TRUE;
1392                 spa->spa_config_generation++;
1393         }
1394
1395         if (spa_is_root(spa))
1396                 vdev_rele(spa->spa_root_vdev);
1397
1398         ASSERT3U(spa->spa_vdev_locks, >=, SCL_STATE_ALL);
1399         spa_config_exit(spa, spa->spa_vdev_locks, spa);
1400
1401         /*
1402          * If anything changed, wait for it to sync.  This ensures that,
1403          * from the system administrator's perspective, zpool(1M) commands
1404          * are synchronous.  This is important for things like zpool offline:
1405          * when the command completes, you expect no further I/O from ZFS.
1406          */
1407         if (vd != NULL)
1408                 txg_wait_synced(spa->spa_dsl_pool, 0);
1409
1410         /*
1411          * If the config changed, update the config cache.
1412          */
1413         if (config_changed) {
1414                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
1415                 spa_write_cachefile(spa, B_FALSE, B_TRUE);
1416                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1417         }
1418
1419         return (error);
1420 }
1421
1422 /*
1423  * ==========================================================================
1424  * Miscellaneous functions
1425  * ==========================================================================
1426  */
1427
1428 void
1429 spa_activate_mos_feature(spa_t *spa, const char *feature, dmu_tx_t *tx)
1430 {
1431         if (!nvlist_exists(spa->spa_label_features, feature)) {
1432                 fnvlist_add_boolean(spa->spa_label_features, feature);
1433                 /*
1434                  * When we are creating the pool (tx_txg==TXG_INITIAL), we can't
1435                  * dirty the vdev config because lock SCL_CONFIG is not held.
1436                  * Thankfully, in this case we don't need to dirty the config
1437                  * because it will be written out anyway when we finish
1438                  * creating the pool.
1439                  */
1440                 if (tx->tx_txg != TXG_INITIAL)
1441                         vdev_config_dirty(spa->spa_root_vdev);
1442         }
1443 }
1444
1445 void
1446 spa_deactivate_mos_feature(spa_t *spa, const char *feature)
1447 {
1448         if (nvlist_remove_all(spa->spa_label_features, feature) == 0)
1449                 vdev_config_dirty(spa->spa_root_vdev);
1450 }
1451
1452 /*
1453  * Return the spa_t associated with given pool_guid, if it exists.  If
1454  * device_guid is non-zero, determine whether the pool exists *and* contains
1455  * a device with the specified device_guid.
1456  */
1457 spa_t *
1458 spa_by_guid(uint64_t pool_guid, uint64_t device_guid)
1459 {
1460         spa_t *spa;
1461         avl_tree_t *t = &spa_namespace_avl;
1462
1463         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
1464
1465         for (spa = avl_first(t); spa != NULL; spa = AVL_NEXT(t, spa)) {
1466                 if (spa->spa_state == POOL_STATE_UNINITIALIZED)
1467                         continue;
1468                 if (spa->spa_root_vdev == NULL)
1469                         continue;
1470                 if (spa_guid(spa) == pool_guid) {
1471                         if (device_guid == 0)
1472                                 break;
1473
1474                         if (vdev_lookup_by_guid(spa->spa_root_vdev,
1475                             device_guid) != NULL)
1476                                 break;
1477
1478                         /*
1479                          * Check any devices we may be in the process of adding.
1480                          */
1481                         if (spa->spa_pending_vdev) {
1482                                 if (vdev_lookup_by_guid(spa->spa_pending_vdev,
1483                                     device_guid) != NULL)
1484                                         break;
1485                         }
1486                 }
1487         }
1488
1489         return (spa);
1490 }
1491
1492 /*
1493  * Determine whether a pool with the given pool_guid exists.
1494  */
1495 boolean_t
1496 spa_guid_exists(uint64_t pool_guid, uint64_t device_guid)
1497 {
1498         return (spa_by_guid(pool_guid, device_guid) != NULL);
1499 }
1500
1501 char *
1502 spa_strdup(const char *s)
1503 {
1504         size_t len;
1505         char *new;
1506
1507         len = strlen(s);
1508         new = kmem_alloc(len + 1, KM_SLEEP);
1509         bcopy(s, new, len);
1510         new[len] = '\0';
1511
1512         return (new);
1513 }
1514
1515 void
1516 spa_strfree(char *s)
1517 {
1518         kmem_free(s, strlen(s) + 1);
1519 }
1520
1521 uint64_t
1522 spa_get_random(uint64_t range)
1523 {
1524         uint64_t r;
1525
1526         ASSERT(range != 0);
1527
1528         (void) random_get_pseudo_bytes((void *)&r, sizeof (uint64_t));
1529
1530         return (r % range);
1531 }
1532
1533 uint64_t
1534 spa_generate_guid(spa_t *spa)
1535 {
1536         uint64_t guid = spa_get_random(-1ULL);
1537
1538         if (spa != NULL) {
1539                 while (guid == 0 || spa_guid_exists(spa_guid(spa), guid))
1540                         guid = spa_get_random(-1ULL);
1541         } else {
1542                 while (guid == 0 || spa_guid_exists(guid, 0))
1543                         guid = spa_get_random(-1ULL);
1544         }
1545
1546         return (guid);
1547 }
1548
1549 void
1550 snprintf_blkptr(char *buf, size_t buflen, const blkptr_t *bp)
1551 {
1552         char type[256];
1553         char *checksum = NULL;
1554         char *compress = NULL;
1555
1556         if (bp != NULL) {
1557                 if (BP_GET_TYPE(bp) & DMU_OT_NEWTYPE) {
1558                         dmu_object_byteswap_t bswap =
1559                             DMU_OT_BYTESWAP(BP_GET_TYPE(bp));
1560                         (void) snprintf(type, sizeof (type), "bswap %s %s",
1561                             DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) ?
1562                             "metadata" : "data",
1563                             dmu_ot_byteswap[bswap].ob_name);
1564                 } else {
1565                         (void) strlcpy(type, dmu_ot[BP_GET_TYPE(bp)].ot_name,
1566                             sizeof (type));
1567                 }
1568                 if (!BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
1569                         checksum =
1570                             zio_checksum_table[BP_GET_CHECKSUM(bp)].ci_name;
1571                 }
1572                 compress = zio_compress_table[BP_GET_COMPRESS(bp)].ci_name;
1573         }
1574
1575         SNPRINTF_BLKPTR(snprintf, ' ', buf, buflen, bp, type, checksum,
1576             compress);
1577 }
1578
1579 void
1580 spa_freeze(spa_t *spa)
1581 {
1582         uint64_t freeze_txg = 0;
1583
1584         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
1585         if (spa->spa_freeze_txg == UINT64_MAX) {
1586                 freeze_txg = spa_last_synced_txg(spa) + TXG_SIZE;
1587                 spa->spa_freeze_txg = freeze_txg;
1588         }
1589         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
1590         if (freeze_txg != 0)
1591                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), freeze_txg);
1592 }
1593
1594 void
1595 zfs_panic_recover(const char *fmt, ...)
1596 {
1597         va_list adx;
1598
1599         va_start(adx, fmt);
1600         vcmn_err(zfs_recover ? CE_WARN : CE_PANIC, fmt, adx);
1601         va_end(adx);
1602 }
1603
1604 /*
1605  * This is a stripped-down version of strtoull, suitable only for converting
1606  * lowercase hexadecimal numbers that don't overflow.
1607  */
1608 uint64_t
1609 zfs_strtonum(const char *str, char **nptr)
1610 {
1611         uint64_t val = 0;
1612         char c;
1613         int digit;
1614
1615         while ((c = *str) != '\0') {
1616                 if (c >= '0' && c <= '9')
1617                         digit = c - '0';
1618                 else if (c >= 'a' && c <= 'f')
1619                         digit = 10 + c - 'a';
1620                 else
1621                         break;
1622
1623                 val *= 16;
1624                 val += digit;
1625
1626                 str++;
1627         }
1628
1629         if (nptr)
1630                 *nptr = (char *)str;
1631
1632         return (val);
1633 }
1634
1635 /*
1636  * ==========================================================================
1637  * Accessor functions
1638  * ==========================================================================
1639  */
1640
1641 boolean_t
1642 spa_shutting_down(spa_t *spa)
1643 {
1644         return (spa->spa_async_suspended);
1645 }
1646
1647 dsl_pool_t *
1648 spa_get_dsl(spa_t *spa)
1649 {
1650         return (spa->spa_dsl_pool);
1651 }
1652
1653 boolean_t
1654 spa_is_initializing(spa_t *spa)
1655 {
1656         return (spa->spa_is_initializing);
1657 }
1658
1659 boolean_t
1660 spa_indirect_vdevs_loaded(spa_t *spa)
1661 {
1662         return (spa->spa_indirect_vdevs_loaded);
1663 }
1664
1665 blkptr_t *
1666 spa_get_rootblkptr(spa_t *spa)
1667 {
1668         return (&spa->spa_ubsync.ub_rootbp);
1669 }
1670
1671 void
1672 spa_set_rootblkptr(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
1673 {
1674         spa->spa_uberblock.ub_rootbp = *bp;
1675 }
1676
1677 void
1678 spa_altroot(spa_t *spa, char *buf, size_t buflen)
1679 {
1680         if (spa->spa_root == NULL)
1681                 buf[0] = '\0';
1682         else
1683                 (void) strncpy(buf, spa->spa_root, buflen);
1684 }
1685
1686 int
1687 spa_sync_pass(spa_t *spa)
1688 {
1689         return (spa->spa_sync_pass);
1690 }
1691
1692 char *
1693 spa_name(spa_t *spa)
1694 {
1695         return (spa->spa_name);
1696 }
1697
1698 uint64_t
1699 spa_guid(spa_t *spa)
1700 {
1701         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
1702         uint64_t guid;
1703
1704         /*
1705          * If we fail to parse the config during spa_load(), we can go through
1706          * the error path (which posts an ereport) and end up here with no root
1707          * vdev.  We stash the original pool guid in 'spa_config_guid' to handle
1708          * this case.
1709          */
1710         if (spa->spa_root_vdev == NULL)
1711                 return (spa->spa_config_guid);
1712
1713         guid = spa->spa_last_synced_guid != 0 ?
1714             spa->spa_last_synced_guid : spa->spa_root_vdev->vdev_guid;
1715
1716         /*
1717          * Return the most recently synced out guid unless we're
1718          * in syncing context.
1719          */
1720         if (dp && dsl_pool_sync_context(dp))
1721                 return (spa->spa_root_vdev->vdev_guid);
1722         else
1723                 return (guid);
1724 }
1725
1726 uint64_t
1727 spa_load_guid(spa_t *spa)
1728 {
1729         /*
1730          * This is a GUID that exists solely as a reference for the
1731          * purposes of the arc.  It is generated at load time, and
1732          * is never written to persistent storage.
1733          */
1734         return (spa->spa_load_guid);
1735 }
1736
1737 uint64_t
1738 spa_last_synced_txg(spa_t *spa)
1739 {
1740         return (spa->spa_ubsync.ub_txg);
1741 }
1742
1743 uint64_t
1744 spa_first_txg(spa_t *spa)
1745 {
1746         return (spa->spa_first_txg);
1747 }
1748
1749 uint64_t
1750 spa_syncing_txg(spa_t *spa)
1751 {
1752         return (spa->spa_syncing_txg);
1753 }
1754
1755 /*
1756  * Return the last txg where data can be dirtied. The final txgs
1757  * will be used to just clear out any deferred frees that remain.
1758  */
1759 uint64_t
1760 spa_final_dirty_txg(spa_t *spa)
1761 {
1762         return (spa->spa_final_txg - TXG_DEFER_SIZE);
1763 }
1764
1765 pool_state_t
1766 spa_state(spa_t *spa)
1767 {
1768         return (spa->spa_state);
1769 }
1770
1771 spa_load_state_t
1772 spa_load_state(spa_t *spa)
1773 {
1774         return (spa->spa_load_state);
1775 }
1776
1777 uint64_t
1778 spa_freeze_txg(spa_t *spa)
1779 {
1780         return (spa->spa_freeze_txg);
1781 }
1782
1783 /* ARGSUSED */
1784 uint64_t
1785 spa_get_worst_case_asize(spa_t *spa, uint64_t lsize)
1786 {
1787         return (lsize * spa_asize_inflation);
1788 }
1789
1790 /*
1791  * Return the amount of slop space in bytes.  It is 1/32 of the pool (3.2%),
1792  * or at least 128MB, unless that would cause it to be more than half the
1793  * pool size.
1794  *
1795  * See the comment above spa_slop_shift for details.
1796  */
1797 uint64_t
1798 spa_get_slop_space(spa_t *spa)
1799 {
1800         uint64_t space = spa_get_dspace(spa);
1801         return (MAX(space >> spa_slop_shift, MIN(space >> 1, spa_min_slop)));
1802 }
1803
1804 uint64_t
1805 spa_get_dspace(spa_t *spa)
1806 {
1807         return (spa->spa_dspace);
1808 }
1809
1810 uint64_t
1811 spa_get_checkpoint_space(spa_t *spa)
1812 {
1813         return (spa->spa_checkpoint_info.sci_dspace);
1814 }
1815
1816 void
1817 spa_update_dspace(spa_t *spa)
1818 {
1819         spa->spa_dspace = metaslab_class_get_dspace(spa_normal_class(spa)) +
1820             ddt_get_dedup_dspace(spa);
1821         if (spa->spa_vdev_removal != NULL) {
1822                 /*
1823                  * We can't allocate from the removing device, so
1824                  * subtract its size.  This prevents the DMU/DSL from
1825                  * filling up the (now smaller) pool while we are in the
1826                  * middle of removing the device.
1827                  *
1828                  * Note that the DMU/DSL doesn't actually know or care
1829                  * how much space is allocated (it does its own tracking
1830                  * of how much space has been logically used).  So it
1831                  * doesn't matter that the data we are moving may be
1832                  * allocated twice (on the old device and the new
1833                  * device).
1834                  */
1835                 spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
1836                 vdev_t *vd =
1837                     vdev_lookup_top(spa, spa->spa_vdev_removal->svr_vdev_id);
1838                 spa->spa_dspace -= spa_deflate(spa) ?
1839                     vd->vdev_stat.vs_dspace : vd->vdev_stat.vs_space;
1840                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
1841         }
1842 }
1843
1844 /*
1845  * Return the failure mode that has been set to this pool. The default
1846  * behavior will be to block all I/Os when a complete failure occurs.
1847  */
1848 uint8_t
1849 spa_get_failmode(spa_t *spa)
1850 {
1851         return (spa->spa_failmode);
1852 }
1853
1854 boolean_t
1855 spa_suspended(spa_t *spa)
1856 {
1857         return (spa->spa_suspended);
1858 }
1859
1860 uint64_t
1861 spa_version(spa_t *spa)
1862 {
1863         return (spa->spa_ubsync.ub_version);
1864 }
1865
1866 boolean_t
1867 spa_deflate(spa_t *spa)
1868 {
1869         return (spa->spa_deflate);
1870 }
1871
1872 metaslab_class_t *
1873 spa_normal_class(spa_t *spa)
1874 {
1875         return (spa->spa_normal_class);
1876 }
1877
1878 metaslab_class_t *
1879 spa_log_class(spa_t *spa)
1880 {
1881         return (spa->spa_log_class);
1882 }
1883
1884 void
1885 spa_evicting_os_register(spa_t *spa, objset_t *os)
1886 {
1887         mutex_enter(&spa->spa_evicting_os_lock);
1888         list_insert_head(&spa->spa_evicting_os_list, os);
1889         mutex_exit(&spa->spa_evicting_os_lock);
1890 }
1891
1892 void
1893 spa_evicting_os_deregister(spa_t *spa, objset_t *os)
1894 {
1895         mutex_enter(&spa->spa_evicting_os_lock);
1896         list_remove(&spa->spa_evicting_os_list, os);
1897         cv_broadcast(&spa->spa_evicting_os_cv);
1898         mutex_exit(&spa->spa_evicting_os_lock);
1899 }
1900
1901 void
1902 spa_evicting_os_wait(spa_t *spa)
1903 {
1904         mutex_enter(&spa->spa_evicting_os_lock);
1905         while (!list_is_empty(&spa->spa_evicting_os_list))
1906                 cv_wait(&spa->spa_evicting_os_cv, &spa->spa_evicting_os_lock);
1907         mutex_exit(&spa->spa_evicting_os_lock);
1908
1909         dmu_buf_user_evict_wait();
1910 }
1911
1912 int
1913 spa_max_replication(spa_t *spa)
1914 {
1915         /*
1916          * As of SPA_VERSION == SPA_VERSION_DITTO_BLOCKS, we are able to
1917          * handle BPs with more than one DVA allocated.  Set our max
1918          * replication level accordingly.
1919          */
1920         if (spa_version(spa) < SPA_VERSION_DITTO_BLOCKS)
1921                 return (1);
1922         return (MIN(SPA_DVAS_PER_BP, spa_max_replication_override));
1923 }
1924
1925 int
1926 spa_prev_software_version(spa_t *spa)
1927 {
1928         return (spa->spa_prev_software_version);
1929 }
1930
1931 uint64_t
1932 spa_deadman_synctime(spa_t *spa)
1933 {
1934         return (spa->spa_deadman_synctime);
1935 }
1936
1937 uint64_t
1938 dva_get_dsize_sync(spa_t *spa, const dva_t *dva)
1939 {
1940         uint64_t asize = DVA_GET_ASIZE(dva);
1941         uint64_t dsize = asize;
1942
1943         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1944
1945         if (asize != 0 && spa->spa_deflate) {
1946                 uint64_t vdev = DVA_GET_VDEV(dva);
1947                 vdev_t *vd = vdev_lookup_top(spa, vdev);
1948                 if (vd == NULL) {
1949                         panic(
1950                             "dva_get_dsize_sync(): bad DVA %llu:%llu",
1951                             (u_longlong_t)vdev, (u_longlong_t)asize);
1952                 }
1953                 dsize = (asize >> SPA_MINBLOCKSHIFT) * vd->vdev_deflate_ratio;
1954         }
1955
1956         return (dsize);
1957 }
1958
1959 uint64_t
1960 bp_get_dsize_sync(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
1961 {
1962         uint64_t dsize = 0;
1963
1964         for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(bp); d++)
1965                 dsize += dva_get_dsize_sync(spa, &bp->blk_dva[d]);
1966
1967         return (dsize);
1968 }
1969
1970 uint64_t
1971 bp_get_dsize(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
1972 {
1973         uint64_t dsize = 0;
1974
1975         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
1976
1977         for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(bp); d++)
1978                 dsize += dva_get_dsize_sync(spa, &bp->blk_dva[d]);
1979
1980         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
1981
1982         return (dsize);
1983 }
1984
1985 uint64_t
1986 spa_dirty_data(spa_t *spa)
1987 {
1988         return (spa->spa_dsl_pool->dp_dirty_total);
1989 }
1990
1991 /*
1992  * ==========================================================================
1993  * Initialization and Termination
1994  * ==========================================================================
1995  */
1996
1997 static int
1998 spa_name_compare(const void *a1, const void *a2)
1999 {
2000         const spa_t *s1 = a1;
2001         const spa_t *s2 = a2;
2002         int s;
2003
2004         s = strcmp(s1->spa_name, s2->spa_name);
2005
2006         return (AVL_ISIGN(s));
2007 }
2008
2009 int
2010 spa_busy(void)
2011 {
2012         return (spa_active_count);
2013 }
2014
2015 void
2016 spa_boot_init()
2017 {
2018         spa_config_load();
2019 }
2020
2021 #ifdef _KERNEL
2022 EVENTHANDLER_DEFINE(mountroot, spa_boot_init, NULL, 0);
2023 #endif
2024
2025 void
2026 spa_init(int mode)
2027 {
2028         mutex_init(&spa_namespace_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
2029         mutex_init(&spa_spare_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
2030         mutex_init(&spa_l2cache_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
2031         cv_init(&spa_namespace_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
2032
2033         avl_create(&spa_namespace_avl, spa_name_compare, sizeof (spa_t),
2034             offsetof(spa_t, spa_avl));
2035
2036         avl_create(&spa_spare_avl, spa_spare_compare, sizeof (spa_aux_t),
2037             offsetof(spa_aux_t, aux_avl));
2038
2039         avl_create(&spa_l2cache_avl, spa_l2cache_compare, sizeof (spa_aux_t),
2040             offsetof(spa_aux_t, aux_avl));
2041
2042         spa_mode_global = mode;
2043
2044 #ifdef illumos
2045 #ifdef _KERNEL
2046         spa_arch_init();
2047 #else
2048         if (spa_mode_global != FREAD && dprintf_find_string("watch")) {
2049                 arc_procfd = open("/proc/self/ctl", O_WRONLY);
2050                 if (arc_procfd == -1) {
2051                         perror("could not enable watchpoints: "
2052                             "opening /proc/self/ctl failed: ");
2053                 } else {
2054                         arc_watch = B_TRUE;
2055                 }
2056         }
2057 #endif
2058 #endif /* illumos */
2059         refcount_sysinit();
2060         unique_init();
2061         range_tree_init();
2062         metaslab_alloc_trace_init();
2063         zio_init();
2064         lz4_init();
2065         dmu_init();
2066         zil_init();
2067         vdev_cache_stat_init();
2068         vdev_file_init();
2069         zfs_prop_init();
2070         zpool_prop_init();
2071         zpool_feature_init();
2072         spa_config_load();
2073         l2arc_start();
2074         scan_init();
2075         dsl_scan_global_init();
2076 #ifndef illumos
2077 #ifdef _KERNEL
2078         zfs_deadman_init();
2079 #endif
2080 #endif  /* !illumos */
2081 }
2082
2083 void
2084 spa_fini(void)
2085 {
2086         l2arc_stop();
2087
2088         spa_evict_all();
2089
2090         vdev_file_fini();
2091         vdev_cache_stat_fini();
2092         zil_fini();
2093         dmu_fini();
2094         lz4_fini();
2095         zio_fini();
2096         metaslab_alloc_trace_fini();
2097         range_tree_fini();
2098         unique_fini();
2099         refcount_fini();
2100         scan_fini();
2101         
2102         avl_destroy(&spa_namespace_avl);
2103         avl_destroy(&spa_spare_avl);
2104         avl_destroy(&spa_l2cache_avl);
2105
2106         cv_destroy(&spa_namespace_cv);
2107         mutex_destroy(&spa_namespace_lock);
2108         mutex_destroy(&spa_spare_lock);
2109         mutex_destroy(&spa_l2cache_lock);
2110 }
2111
2112 /*
2113  * Return whether this pool has slogs. No locking needed.
2114  * It's not a problem if the wrong answer is returned as it's only for
2115  * performance and not correctness
2116  */
2117 boolean_t
2118 spa_has_slogs(spa_t *spa)
2119 {
2120         return (spa->spa_log_class->mc_rotor != NULL);
2121 }
2122
2123 spa_log_state_t
2124 spa_get_log_state(spa_t *spa)
2125 {
2126         return (spa->spa_log_state);
2127 }
2128
2129 void
2130 spa_set_log_state(spa_t *spa, spa_log_state_t state)
2131 {
2132         spa->spa_log_state = state;
2133 }
2134
2135 boolean_t
2136 spa_is_root(spa_t *spa)
2137 {
2138         return (spa->spa_is_root);
2139 }
2140
2141 boolean_t
2142 spa_writeable(spa_t *spa)
2143 {
2144         return (!!(spa->spa_mode & FWRITE) && spa->spa_trust_config);
2145 }
2146
2147 /*
2148  * Returns true if there is a pending sync task in any of the current
2149  * syncing txg, the current quiescing txg, or the current open txg.
2150  */
2151 boolean_t
2152 spa_has_pending_synctask(spa_t *spa)
2153 {
2154         return (!txg_all_lists_empty(&spa->spa_dsl_pool->dp_sync_tasks) ||
2155             !txg_all_lists_empty(&spa->spa_dsl_pool->dp_early_sync_tasks));
2156 }
2157
2158 int
2159 spa_mode(spa_t *spa)
2160 {
2161         return (spa->spa_mode);
2162 }
2163
2164 uint64_t
2165 spa_bootfs(spa_t *spa)
2166 {
2167         return (spa->spa_bootfs);
2168 }
2169
2170 uint64_t
2171 spa_delegation(spa_t *spa)
2172 {
2173         return (spa->spa_delegation);
2174 }
2175
2176 objset_t *
2177 spa_meta_objset(spa_t *spa)
2178 {
2179         return (spa->spa_meta_objset);
2180 }
2181
2182 enum zio_checksum
2183 spa_dedup_checksum(spa_t *spa)
2184 {
2185         return (spa->spa_dedup_checksum);
2186 }
2187
2188 /*
2189  * Reset pool scan stat per scan pass (or reboot).
2190  */
2191 void
2192 spa_scan_stat_init(spa_t *spa)
2193 {
2194         /* data not stored on disk */
2195         spa->spa_scan_pass_start = gethrestime_sec();
2196         if (dsl_scan_is_paused_scrub(spa->spa_dsl_pool->dp_scan))
2197                 spa->spa_scan_pass_scrub_pause = spa->spa_scan_pass_start;
2198         else
2199                 spa->spa_scan_pass_scrub_pause = 0;
2200         spa->spa_scan_pass_scrub_spent_paused = 0;
2201         spa->spa_scan_pass_exam = 0;
2202         spa->spa_scan_pass_issued = 0;
2203         vdev_scan_stat_init(spa->spa_root_vdev);
2204 }
2205
2206 /*
2207  * Get scan stats for zpool status reports
2208  */
2209 int
2210 spa_scan_get_stats(spa_t *spa, pool_scan_stat_t *ps)
2211 {
2212         dsl_scan_t *scn = spa->spa_dsl_pool ? spa->spa_dsl_pool->dp_scan : NULL;
2213
2214         if (scn == NULL || scn->scn_phys.scn_func == POOL_SCAN_NONE)
2215                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2216         bzero(ps, sizeof (pool_scan_stat_t));
2217
2218         /* data stored on disk */
2219         ps->pss_func = scn->scn_phys.scn_func;
2220         ps->pss_state = scn->scn_phys.scn_state;
2221         ps->pss_start_time = scn->scn_phys.scn_start_time;
2222         ps->pss_end_time = scn->scn_phys.scn_end_time;
2223         ps->pss_to_examine = scn->scn_phys.scn_to_examine;
2224         ps->pss_to_process = scn->scn_phys.scn_to_process;
2225         ps->pss_processed = scn->scn_phys.scn_processed;
2226         ps->pss_errors = scn->scn_phys.scn_errors;
2227         ps->pss_examined = scn->scn_phys.scn_examined;
2228         ps->pss_issued =
2229                 scn->scn_issued_before_pass + spa->spa_scan_pass_issued;
2230         /* data not stored on disk */
2231         ps->pss_pass_start = spa->spa_scan_pass_start;
2232         ps->pss_pass_exam = spa->spa_scan_pass_exam;
2233         ps->pss_pass_issued = spa->spa_scan_pass_issued;
2234         ps->pss_pass_scrub_pause = spa->spa_scan_pass_scrub_pause;
2235         ps->pss_pass_scrub_spent_paused = spa->spa_scan_pass_scrub_spent_paused;
2236
2237         return (0);
2238 }
2239
2240 int
2241 spa_maxblocksize(spa_t *spa)
2242 {
2243         if (spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_LARGE_BLOCKS))
2244                 return (SPA_MAXBLOCKSIZE);
2245         else
2246                 return (SPA_OLD_MAXBLOCKSIZE);
2247 }
2248
2249 int
2250 spa_maxdnodesize(spa_t *spa)
2251 {
2252         if (spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_LARGE_DNODE))
2253                 return (DNODE_MAX_SIZE);
2254         else
2255                 return (DNODE_MIN_SIZE);
2256 }
2257
2258 /*
2259  * Returns the txg that the last device removal completed. No indirect mappings
2260  * have been added since this txg.
2261  */
2262 uint64_t
2263 spa_get_last_removal_txg(spa_t *spa)
2264 {
2265         uint64_t vdevid;
2266         uint64_t ret = -1ULL;
2267
2268         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2269         /*
2270          * sr_prev_indirect_vdev is only modified while holding all the
2271          * config locks, so it is sufficient to hold SCL_VDEV as reader when
2272          * examining it.
2273          */
2274         vdevid = spa->spa_removing_phys.sr_prev_indirect_vdev;
2275
2276         while (vdevid != -1ULL) {
2277                 vdev_t *vd = vdev_lookup_top(spa, vdevid);
2278                 vdev_indirect_births_t *vib = vd->vdev_indirect_births;
2279
2280                 ASSERT3P(vd->vdev_ops, ==, &vdev_indirect_ops);
2281
2282                 /*
2283                  * If the removal did not remap any data, we don't care.
2284                  */
2285                 if (vdev_indirect_births_count(vib) != 0) {
2286                         ret = vdev_indirect_births_last_entry_txg(vib);
2287                         break;
2288                 }
2289
2290                 vdevid = vd->vdev_indirect_config.vic_prev_indirect_vdev;
2291         }
2292         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2293
2294         IMPLY(ret != -1ULL,
2295             spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_DEVICE_REMOVAL));
2296
2297         return (ret);
2298 }
2299
2300 boolean_t
2301 spa_trust_config(spa_t *spa)
2302 {
2303         return (spa->spa_trust_config);
2304 }
2305
2306 uint64_t
2307 spa_missing_tvds_allowed(spa_t *spa)
2308 {
2309         return (spa->spa_missing_tvds_allowed);
2310 }
2311
2312 void
2313 spa_set_missing_tvds(spa_t *spa, uint64_t missing)
2314 {
2315         spa->spa_missing_tvds = missing;
2316 }
2317
2318 boolean_t
2319 spa_top_vdevs_spacemap_addressable(spa_t *spa)
2320 {
2321         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2322         for (uint64_t c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2323                 if (!vdev_is_spacemap_addressable(rvd->vdev_child[c]))
2324                         return (B_FALSE);
2325         }
2326         return (B_TRUE);
2327 }
2328
2329 boolean_t
2330 spa_has_checkpoint(spa_t *spa)
2331 {
2332         return (spa->spa_checkpoint_txg != 0);
2333 }
2334
2335 boolean_t
2336 spa_importing_readonly_checkpoint(spa_t *spa)
2337 {
2338         return ((spa->spa_import_flags & ZFS_IMPORT_CHECKPOINT) &&
2339             spa->spa_mode == FREAD);
2340 }
2341
2342 uint64_t
2343 spa_min_claim_txg(spa_t *spa)
2344 {
2345         uint64_t checkpoint_txg = spa->spa_uberblock.ub_checkpoint_txg;
2346
2347         if (checkpoint_txg != 0)
2348                 return (checkpoint_txg + 1);
2349
2350         return (spa->spa_first_txg);
2351 }
2352
2353 /*
2354  * If there is a checkpoint, async destroys may consume more space from
2355  * the pool instead of freeing it. In an attempt to save the pool from
2356  * getting suspended when it is about to run out of space, we stop
2357  * processing async destroys.
2358  */
2359 boolean_t
2360 spa_suspend_async_destroy(spa_t *spa)
2361 {
2362         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
2363
2364         uint64_t unreserved = dsl_pool_unreserved_space(dp,
2365             ZFS_SPACE_CHECK_EXTRA_RESERVED);
2366         uint64_t used = dsl_dir_phys(dp->dp_root_dir)->dd_used_bytes;
2367         uint64_t avail = (unreserved > used) ? (unreserved - used) : 0;
2368
2369         if (spa_has_checkpoint(spa) && avail == 0)
2370                 return (B_TRUE);
2371
2372         return (B_FALSE);
2373 }