]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.0.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/spa_misc.c
- Copy stable/10 (r259064) to releng/10.0 as part of the
[FreeBSD/releng/10.0.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) 2013 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
25  * Copyright 2013 Martin Matuska <mm@FreeBSD.org>. All rights reserved.
26  */
27
28 #include <sys/zfs_context.h>
29 #include <sys/spa_impl.h>
30 #include <sys/spa_boot.h>
31 #include <sys/zio.h>
32 #include <sys/zio_checksum.h>
33 #include <sys/zio_compress.h>
34 #include <sys/dmu.h>
35 #include <sys/dmu_tx.h>
36 #include <sys/zap.h>
37 #include <sys/zil.h>
38 #include <sys/vdev_impl.h>
39 #include <sys/metaslab.h>
40 #include <sys/uberblock_impl.h>
41 #include <sys/txg.h>
42 #include <sys/avl.h>
43 #include <sys/unique.h>
44 #include <sys/dsl_pool.h>
45 #include <sys/dsl_dir.h>
46 #include <sys/dsl_prop.h>
47 #include <sys/dsl_scan.h>
48 #include <sys/fs/zfs.h>
49 #include <sys/metaslab_impl.h>
50 #include <sys/arc.h>
51 #include <sys/ddt.h>
52 #include "zfs_prop.h"
53 #include "zfeature_common.h"
54
55 /*
56  * SPA locking
57  *
58  * There are four basic locks for managing spa_t structures:
59  *
60  * spa_namespace_lock (global mutex)
61  *
62  *      This lock must be acquired to do any of the following:
63  *
64  *              - Lookup a spa_t by name
65  *              - Add or remove a spa_t from the namespace
66  *              - Increase spa_refcount from non-zero
67  *              - Check if spa_refcount is zero
68  *              - Rename a spa_t
69  *              - add/remove/attach/detach devices
70  *              - Held for the duration of create/destroy/import/export
71  *
72  *      It does not need to handle recursion.  A create or destroy may
73  *      reference objects (files or zvols) in other pools, but by
74  *      definition they must have an existing reference, and will never need
75  *      to lookup a spa_t by name.
76  *
77  * spa_refcount (per-spa refcount_t protected by mutex)
78  *
79  *      This reference count keep track of any active users of the spa_t.  The
80  *      spa_t cannot be destroyed or freed while this is non-zero.  Internally,
81  *      the refcount is never really 'zero' - opening a pool implicitly keeps
82  *      some references in the DMU.  Internally we check against spa_minref, but
83  *      present the image of a zero/non-zero value to consumers.
84  *
85  * spa_config_lock[] (per-spa array of rwlocks)
86  *
87  *      This protects the spa_t from config changes, and must be held in
88  *      the following circumstances:
89  *
90  *              - RW_READER to perform I/O to the spa
91  *              - RW_WRITER to change the vdev config
92  *
93  * The locking order is fairly straightforward:
94  *
95  *              spa_namespace_lock      ->      spa_refcount
96  *
97  *      The namespace lock must be acquired to increase the refcount from 0
98  *      or to check if it is zero.
99  *
100  *              spa_refcount            ->      spa_config_lock[]
101  *
102  *      There must be at least one valid reference on the spa_t to acquire
103  *      the config lock.
104  *
105  *              spa_namespace_lock      ->      spa_config_lock[]
106  *
107  *      The namespace lock must always be taken before the config lock.
108  *
109  *
110  * The spa_namespace_lock can be acquired directly and is globally visible.
111  *
112  * The namespace is manipulated using the following functions, all of which
113  * require the spa_namespace_lock to be held.
114  *
115  *      spa_lookup()            Lookup a spa_t by name.
116  *
117  *      spa_add()               Create a new spa_t in the namespace.
118  *
119  *      spa_remove()            Remove a spa_t from the namespace.  This also
120  *                              frees up any memory associated with the spa_t.
121  *
122  *      spa_next()              Returns the next spa_t in the system, or the
123  *                              first if NULL is passed.
124  *
125  *      spa_evict_all()         Shutdown and remove all spa_t structures in
126  *                              the system.
127  *
128  *      spa_guid_exists()       Determine whether a pool/device guid exists.
129  *
130  * The spa_refcount is manipulated using the following functions:
131  *
132  *      spa_open_ref()          Adds a reference to the given spa_t.  Must be
133  *                              called with spa_namespace_lock held if the
134  *                              refcount is currently zero.
135  *
136  *      spa_close()             Remove a reference from the spa_t.  This will
137  *                              not free the spa_t or remove it from the
138  *                              namespace.  No locking is required.
139  *
140  *      spa_refcount_zero()     Returns true if the refcount is currently
141  *                              zero.  Must be called with spa_namespace_lock
142  *                              held.
143  *
144  * The spa_config_lock[] is an array of rwlocks, ordered as follows:
145  * SCL_CONFIG > SCL_STATE > SCL_ALLOC > SCL_ZIO > SCL_FREE > SCL_VDEV.
146  * spa_config_lock[] is manipulated with spa_config_{enter,exit,held}().
147  *
148  * To read the configuration, it suffices to hold one of these locks as reader.
149  * To modify the configuration, you must hold all locks as writer.  To modify
150  * vdev state without altering the vdev tree's topology (e.g. online/offline),
151  * you must hold SCL_STATE and SCL_ZIO as writer.
152  *
153  * We use these distinct config locks to avoid recursive lock entry.
154  * For example, spa_sync() (which holds SCL_CONFIG as reader) induces
155  * block allocations (SCL_ALLOC), which may require reading space maps
156  * from disk (dmu_read() -> zio_read() -> SCL_ZIO).
157  *
158  * The spa config locks cannot be normal rwlocks because we need the
159  * ability to hand off ownership.  For example, SCL_ZIO is acquired
160  * by the issuing thread and later released by an interrupt thread.
161  * They do, however, obey the usual write-wanted semantics to prevent
162  * writer (i.e. system administrator) starvation.
163  *
164  * The lock acquisition rules are as follows:
165  *
166  * SCL_CONFIG
167  *      Protects changes to the vdev tree topology, such as vdev
168  *      add/remove/attach/detach.  Protects the dirty config list
169  *      (spa_config_dirty_list) and the set of spares and l2arc devices.
170  *
171  * SCL_STATE
172  *      Protects changes to pool state and vdev state, such as vdev
173  *      online/offline/fault/degrade/clear.  Protects the dirty state list
174  *      (spa_state_dirty_list) and global pool state (spa_state).
175  *
176  * SCL_ALLOC
177  *      Protects changes to metaslab groups and classes.
178  *      Held as reader by metaslab_alloc() and metaslab_claim().
179  *
180  * SCL_ZIO
181  *      Held by bp-level zios (those which have no io_vd upon entry)
182  *      to prevent changes to the vdev tree.  The bp-level zio implicitly
183  *      protects all of its vdev child zios, which do not hold SCL_ZIO.
184  *
185  * SCL_FREE
186  *      Protects changes to metaslab groups and classes.
187  *      Held as reader by metaslab_free().  SCL_FREE is distinct from
188  *      SCL_ALLOC, and lower than SCL_ZIO, so that we can safely free
189  *      blocks in zio_done() while another i/o that holds either
190  *      SCL_ALLOC or SCL_ZIO is waiting for this i/o to complete.
191  *
192  * SCL_VDEV
193  *      Held as reader to prevent changes to the vdev tree during trivial
194  *      inquiries such as bp_get_dsize().  SCL_VDEV is distinct from the
195  *      other locks, and lower than all of them, to ensure that it's safe
196  *      to acquire regardless of caller context.
197  *
198  * In addition, the following rules apply:
199  *
200  * (a)  spa_props_lock protects pool properties, spa_config and spa_config_list.
201  *      The lock ordering is SCL_CONFIG > spa_props_lock.
202  *
203  * (b)  I/O operations on leaf vdevs.  For any zio operation that takes
204  *      an explicit vdev_t argument -- such as zio_ioctl(), zio_read_phys(),
205  *      or zio_write_phys() -- the caller must ensure that the config cannot
206  *      cannot change in the interim, and that the vdev cannot be reopened.
207  *      SCL_STATE as reader suffices for both.
208  *
209  * The vdev configuration is protected by spa_vdev_enter() / spa_vdev_exit().
210  *
211  *      spa_vdev_enter()        Acquire the namespace lock and the config lock
212  *                              for writing.
213  *
214  *      spa_vdev_exit()         Release the config lock, wait for all I/O
215  *                              to complete, sync the updated configs to the
216  *                              cache, and release the namespace lock.
217  *
218  * vdev state is protected by spa_vdev_state_enter() / spa_vdev_state_exit().
219  * Like spa_vdev_enter/exit, these are convenience wrappers -- the actual
220  * locking is, always, based on spa_namespace_lock and spa_config_lock[].
221  *
222  * spa_rename() is also implemented within this file since it requires
223  * manipulation of the namespace.
224  */
225
226 static avl_tree_t spa_namespace_avl;
227 kmutex_t spa_namespace_lock;
228 static kcondvar_t spa_namespace_cv;
229 static int spa_active_count;
230 int spa_max_replication_override = SPA_DVAS_PER_BP;
231
232 static kmutex_t spa_spare_lock;
233 static avl_tree_t spa_spare_avl;
234 static kmutex_t spa_l2cache_lock;
235 static avl_tree_t spa_l2cache_avl;
236
237 kmem_cache_t *spa_buffer_pool;
238 int spa_mode_global;
239
240 #ifdef ZFS_DEBUG
241 /* Everything except dprintf and spa is on by default in debug builds */
242 int zfs_flags = ~(ZFS_DEBUG_DPRINTF | ZFS_DEBUG_SPA);
243 #else
244 int zfs_flags = 0;
245 #endif
246
247 /*
248  * zfs_recover can be set to nonzero to attempt to recover from
249  * otherwise-fatal errors, typically caused by on-disk corruption.  When
250  * set, calls to zfs_panic_recover() will turn into warning messages.
251  */
252 int zfs_recover = 0;
253 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
254 TUNABLE_INT("vfs.zfs.recover", &zfs_recover);
255 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, recover, CTLFLAG_RDTUN, &zfs_recover, 0,
256     "Try to recover from otherwise-fatal errors.");
257
258 extern int zfs_txg_synctime_ms;
259
260 /*
261  * Expiration time in units of zfs_txg_synctime_ms. This value has two
262  * meanings. First it is used to determine when the spa_deadman logic
263  * should fire. By default the spa_deadman will fire if spa_sync has
264  * not completed in 1000 * zfs_txg_synctime_ms (i.e. 1000 seconds).
265  * Secondly, the value determines if an I/O is considered "hung".
266  * Any I/O that has not completed in zfs_deadman_synctime is considered
267  * "hung" resulting in a system panic.
268  * 1000 zfs_txg_synctime_ms (i.e. 1000 seconds).
269  */
270 uint64_t zfs_deadman_synctime = 1000ULL;
271 TUNABLE_QUAD("vfs.zfs.deadman_synctime", &zfs_deadman_synctime);
272 SYSCTL_UQUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, deadman_synctime, CTLFLAG_RDTUN,
273     &zfs_deadman_synctime, 0,
274     "Stalled ZFS I/O expiration time in units of vfs.zfs.txg.synctime_ms");
275
276 /*
277  * Default value of -1 for zfs_deadman_enabled is resolved in
278  * zfs_deadman_init()
279  */
280 int zfs_deadman_enabled = -1;
281 TUNABLE_INT("vfs.zfs.deadman_enabled", &zfs_deadman_enabled);
282 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, deadman_enabled, CTLFLAG_RDTUN,
283     &zfs_deadman_enabled, 0, "Kernel panic on stalled ZFS I/O");
284
285 #ifndef illumos
286 #ifdef _KERNEL
287 static void
288 zfs_deadman_init()
289 {
290         /*
291          * If we are not i386 or amd64 or in a virtual machine,
292          * disable ZFS deadman thread by default
293          */
294         if (zfs_deadman_enabled == -1) {
295 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
296                 zfs_deadman_enabled = (vm_guest == VM_GUEST_NO) ? 1 : 0;
297 #else
298                 zfs_deadman_enabled = 0;
299 #endif
300         }
301 }
302 #endif  /* _KERNEL */
303 #endif  /* !illumos */
304
305 /*
306  * ==========================================================================
307  * SPA config locking
308  * ==========================================================================
309  */
310 static void
311 spa_config_lock_init(spa_t *spa)
312 {
313         for (int i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
314                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
315                 mutex_init(&scl->scl_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
316                 cv_init(&scl->scl_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
317                 refcount_create_untracked(&scl->scl_count);
318                 scl->scl_writer = NULL;
319                 scl->scl_write_wanted = 0;
320         }
321 }
322
323 static void
324 spa_config_lock_destroy(spa_t *spa)
325 {
326         for (int i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
327                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
328                 mutex_destroy(&scl->scl_lock);
329                 cv_destroy(&scl->scl_cv);
330                 refcount_destroy(&scl->scl_count);
331                 ASSERT(scl->scl_writer == NULL);
332                 ASSERT(scl->scl_write_wanted == 0);
333         }
334 }
335
336 int
337 spa_config_tryenter(spa_t *spa, int locks, void *tag, krw_t rw)
338 {
339         for (int i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
340                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
341                 if (!(locks & (1 << i)))
342                         continue;
343                 mutex_enter(&scl->scl_lock);
344                 if (rw == RW_READER) {
345                         if (scl->scl_writer || scl->scl_write_wanted) {
346                                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
347                                 spa_config_exit(spa, locks ^ (1 << i), tag);
348                                 return (0);
349                         }
350                 } else {
351                         ASSERT(scl->scl_writer != curthread);
352                         if (!refcount_is_zero(&scl->scl_count)) {
353                                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
354                                 spa_config_exit(spa, locks ^ (1 << i), tag);
355                                 return (0);
356                         }
357                         scl->scl_writer = curthread;
358                 }
359                 (void) refcount_add(&scl->scl_count, tag);
360                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
361         }
362         return (1);
363 }
364
365 void
366 spa_config_enter(spa_t *spa, int locks, void *tag, krw_t rw)
367 {
368         int wlocks_held = 0;
369
370         ASSERT3U(SCL_LOCKS, <, sizeof (wlocks_held) * NBBY);
371
372         for (int i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
373                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
374                 if (scl->scl_writer == curthread)
375                         wlocks_held |= (1 << i);
376                 if (!(locks & (1 << i)))
377                         continue;
378                 mutex_enter(&scl->scl_lock);
379                 if (rw == RW_READER) {
380                         while (scl->scl_writer || scl->scl_write_wanted) {
381                                 cv_wait(&scl->scl_cv, &scl->scl_lock);
382                         }
383                 } else {
384                         ASSERT(scl->scl_writer != curthread);
385                         while (!refcount_is_zero(&scl->scl_count)) {
386                                 scl->scl_write_wanted++;
387                                 cv_wait(&scl->scl_cv, &scl->scl_lock);
388                                 scl->scl_write_wanted--;
389                         }
390                         scl->scl_writer = curthread;
391                 }
392                 (void) refcount_add(&scl->scl_count, tag);
393                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
394         }
395         ASSERT(wlocks_held <= locks);
396 }
397
398 void
399 spa_config_exit(spa_t *spa, int locks, void *tag)
400 {
401         for (int i = SCL_LOCKS - 1; i >= 0; i--) {
402                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
403                 if (!(locks & (1 << i)))
404                         continue;
405                 mutex_enter(&scl->scl_lock);
406                 ASSERT(!refcount_is_zero(&scl->scl_count));
407                 if (refcount_remove(&scl->scl_count, tag) == 0) {
408                         ASSERT(scl->scl_writer == NULL ||
409                             scl->scl_writer == curthread);
410                         scl->scl_writer = NULL; /* OK in either case */
411                         cv_broadcast(&scl->scl_cv);
412                 }
413                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
414         }
415 }
416
417 int
418 spa_config_held(spa_t *spa, int locks, krw_t rw)
419 {
420         int locks_held = 0;
421
422         for (int i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
423                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
424                 if (!(locks & (1 << i)))
425                         continue;
426                 if ((rw == RW_READER && !refcount_is_zero(&scl->scl_count)) ||
427                     (rw == RW_WRITER && scl->scl_writer == curthread))
428                         locks_held |= 1 << i;
429         }
430
431         return (locks_held);
432 }
433
434 /*
435  * ==========================================================================
436  * SPA namespace functions
437  * ==========================================================================
438  */
439
440 /*
441  * Lookup the named spa_t in the AVL tree.  The spa_namespace_lock must be held.
442  * Returns NULL if no matching spa_t is found.
443  */
444 spa_t *
445 spa_lookup(const char *name)
446 {
447         static spa_t search;    /* spa_t is large; don't allocate on stack */
448         spa_t *spa;
449         avl_index_t where;
450         char *cp;
451
452         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
453
454         (void) strlcpy(search.spa_name, name, sizeof (search.spa_name));
455
456         /*
457          * If it's a full dataset name, figure out the pool name and
458          * just use that.
459          */
460         cp = strpbrk(search.spa_name, "/@");
461         if (cp != NULL)
462                 *cp = '\0';
463
464         spa = avl_find(&spa_namespace_avl, &search, &where);
465
466         return (spa);
467 }
468
469 /*
470  * Fires when spa_sync has not completed within zfs_deadman_synctime_ms.
471  * If the zfs_deadman_enabled flag is set then it inspects all vdev queues
472  * looking for potentially hung I/Os.
473  */
474 void
475 spa_deadman(void *arg)
476 {
477         spa_t *spa = arg;
478
479         zfs_dbgmsg("slow spa_sync: started %llu seconds ago, calls %llu",
480             (gethrtime() - spa->spa_sync_starttime) / NANOSEC,
481             ++spa->spa_deadman_calls);
482         if (zfs_deadman_enabled)
483                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev);
484 }
485
486 /*
487  * Create an uninitialized spa_t with the given name.  Requires
488  * spa_namespace_lock.  The caller must ensure that the spa_t doesn't already
489  * exist by calling spa_lookup() first.
490  */
491 spa_t *
492 spa_add(const char *name, nvlist_t *config, const char *altroot)
493 {
494         spa_t *spa;
495         spa_config_dirent_t *dp;
496 #ifdef illumos
497         cyc_handler_t hdlr;
498         cyc_time_t when;
499 #endif
500
501         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
502
503         spa = kmem_zalloc(sizeof (spa_t), KM_SLEEP);
504
505         mutex_init(&spa->spa_async_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
506         mutex_init(&spa->spa_errlist_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
507         mutex_init(&spa->spa_errlog_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
508         mutex_init(&spa->spa_history_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
509         mutex_init(&spa->spa_proc_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
510         mutex_init(&spa->spa_props_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
511         mutex_init(&spa->spa_scrub_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
512         mutex_init(&spa->spa_suspend_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
513         mutex_init(&spa->spa_vdev_top_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
514
515         cv_init(&spa->spa_async_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
516         cv_init(&spa->spa_proc_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
517         cv_init(&spa->spa_scrub_io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
518         cv_init(&spa->spa_suspend_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
519
520         for (int t = 0; t < TXG_SIZE; t++)
521                 bplist_create(&spa->spa_free_bplist[t]);
522
523         (void) strlcpy(spa->spa_name, name, sizeof (spa->spa_name));
524         spa->spa_state = POOL_STATE_UNINITIALIZED;
525         spa->spa_freeze_txg = UINT64_MAX;
526         spa->spa_final_txg = UINT64_MAX;
527         spa->spa_load_max_txg = UINT64_MAX;
528         spa->spa_proc = &p0;
529         spa->spa_proc_state = SPA_PROC_NONE;
530
531 #ifdef illumos
532         hdlr.cyh_func = spa_deadman;
533         hdlr.cyh_arg = spa;
534         hdlr.cyh_level = CY_LOW_LEVEL;
535 #endif
536
537         spa->spa_deadman_synctime = MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime *
538             zfs_txg_synctime_ms);
539
540 #ifdef illumos
541         /*
542          * This determines how often we need to check for hung I/Os after
543          * the cyclic has already fired. Since checking for hung I/Os is
544          * an expensive operation we don't want to check too frequently.
545          * Instead wait for 5 synctimes before checking again.
546          */
547         when.cyt_interval = MSEC2NSEC(5 * zfs_txg_synctime_ms);
548         when.cyt_when = CY_INFINITY;
549         mutex_enter(&cpu_lock);
550         spa->spa_deadman_cycid = cyclic_add(&hdlr, &when);
551         mutex_exit(&cpu_lock);
552 #else   /* !illumos */
553 #ifdef _KERNEL
554         callout_init(&spa->spa_deadman_cycid, CALLOUT_MPSAFE);
555 #endif
556 #endif
557         refcount_create(&spa->spa_refcount);
558         spa_config_lock_init(spa);
559
560         avl_add(&spa_namespace_avl, spa);
561
562         /*
563          * Set the alternate root, if there is one.
564          */
565         if (altroot) {
566                 spa->spa_root = spa_strdup(altroot);
567                 spa_active_count++;
568         }
569
570         /*
571          * Every pool starts with the default cachefile
572          */
573         list_create(&spa->spa_config_list, sizeof (spa_config_dirent_t),
574             offsetof(spa_config_dirent_t, scd_link));
575
576         dp = kmem_zalloc(sizeof (spa_config_dirent_t), KM_SLEEP);
577         dp->scd_path = altroot ? NULL : spa_strdup(spa_config_path);
578         list_insert_head(&spa->spa_config_list, dp);
579
580         VERIFY(nvlist_alloc(&spa->spa_load_info, NV_UNIQUE_NAME,
581             KM_SLEEP) == 0);
582
583         if (config != NULL) {
584                 nvlist_t *features;
585
586                 if (nvlist_lookup_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_FEATURES_FOR_READ,
587                     &features) == 0) {
588                         VERIFY(nvlist_dup(features, &spa->spa_label_features,
589                             0) == 0);
590                 }
591
592                 VERIFY(nvlist_dup(config, &spa->spa_config, 0) == 0);
593         }
594
595         if (spa->spa_label_features == NULL) {
596                 VERIFY(nvlist_alloc(&spa->spa_label_features, NV_UNIQUE_NAME,
597                     KM_SLEEP) == 0);
598         }
599
600         spa->spa_debug = ((zfs_flags & ZFS_DEBUG_SPA) != 0);
601
602         return (spa);
603 }
604
605 /*
606  * Removes a spa_t from the namespace, freeing up any memory used.  Requires
607  * spa_namespace_lock.  This is called only after the spa_t has been closed and
608  * deactivated.
609  */
610 void
611 spa_remove(spa_t *spa)
612 {
613         spa_config_dirent_t *dp;
614
615         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
616         ASSERT(spa->spa_state == POOL_STATE_UNINITIALIZED);
617
618         nvlist_free(spa->spa_config_splitting);
619
620         avl_remove(&spa_namespace_avl, spa);
621         cv_broadcast(&spa_namespace_cv);
622
623         if (spa->spa_root) {
624                 spa_strfree(spa->spa_root);
625                 spa_active_count--;
626         }
627
628         while ((dp = list_head(&spa->spa_config_list)) != NULL) {
629                 list_remove(&spa->spa_config_list, dp);
630                 if (dp->scd_path != NULL)
631                         spa_strfree(dp->scd_path);
632                 kmem_free(dp, sizeof (spa_config_dirent_t));
633         }
634
635         list_destroy(&spa->spa_config_list);
636
637         nvlist_free(spa->spa_label_features);
638         nvlist_free(spa->spa_load_info);
639         spa_config_set(spa, NULL);
640
641 #ifdef illumos
642         mutex_enter(&cpu_lock);
643         if (spa->spa_deadman_cycid != CYCLIC_NONE)
644                 cyclic_remove(spa->spa_deadman_cycid);
645         mutex_exit(&cpu_lock);
646         spa->spa_deadman_cycid = CYCLIC_NONE;
647 #else   /* !illumos */
648 #ifdef _KERNEL
649         callout_drain(&spa->spa_deadman_cycid);
650 #endif
651 #endif
652
653         refcount_destroy(&spa->spa_refcount);
654
655         spa_config_lock_destroy(spa);
656
657         for (int t = 0; t < TXG_SIZE; t++)
658                 bplist_destroy(&spa->spa_free_bplist[t]);
659
660         cv_destroy(&spa->spa_async_cv);
661         cv_destroy(&spa->spa_proc_cv);
662         cv_destroy(&spa->spa_scrub_io_cv);
663         cv_destroy(&spa->spa_suspend_cv);
664
665         mutex_destroy(&spa->spa_async_lock);
666         mutex_destroy(&spa->spa_errlist_lock);
667         mutex_destroy(&spa->spa_errlog_lock);
668         mutex_destroy(&spa->spa_history_lock);
669         mutex_destroy(&spa->spa_proc_lock);
670         mutex_destroy(&spa->spa_props_lock);
671         mutex_destroy(&spa->spa_scrub_lock);
672         mutex_destroy(&spa->spa_suspend_lock);
673         mutex_destroy(&spa->spa_vdev_top_lock);
674
675         kmem_free(spa, sizeof (spa_t));
676 }
677
678 /*
679  * Given a pool, return the next pool in the namespace, or NULL if there is
680  * none.  If 'prev' is NULL, return the first pool.
681  */
682 spa_t *
683 spa_next(spa_t *prev)
684 {
685         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
686
687         if (prev)
688                 return (AVL_NEXT(&spa_namespace_avl, prev));
689         else
690                 return (avl_first(&spa_namespace_avl));
691 }
692
693 /*
694  * ==========================================================================
695  * SPA refcount functions
696  * ==========================================================================
697  */
698
699 /*
700  * Add a reference to the given spa_t.  Must have at least one reference, or
701  * have the namespace lock held.
702  */
703 void
704 spa_open_ref(spa_t *spa, void *tag)
705 {
706         ASSERT(refcount_count(&spa->spa_refcount) >= spa->spa_minref ||
707             MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
708         (void) refcount_add(&spa->spa_refcount, tag);
709 }
710
711 /*
712  * Remove a reference to the given spa_t.  Must have at least one reference, or
713  * have the namespace lock held.
714  */
715 void
716 spa_close(spa_t *spa, void *tag)
717 {
718         ASSERT(refcount_count(&spa->spa_refcount) > spa->spa_minref ||
719             MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
720         (void) refcount_remove(&spa->spa_refcount, tag);
721 }
722
723 /*
724  * Check to see if the spa refcount is zero.  Must be called with
725  * spa_namespace_lock held.  We really compare against spa_minref, which is the
726  * number of references acquired when opening a pool
727  */
728 boolean_t
729 spa_refcount_zero(spa_t *spa)
730 {
731         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
732
733         return (refcount_count(&spa->spa_refcount) == spa->spa_minref);
734 }
735
736 /*
737  * ==========================================================================
738  * SPA spare and l2cache tracking
739  * ==========================================================================
740  */
741
742 /*
743  * Hot spares and cache devices are tracked using the same code below,
744  * for 'auxiliary' devices.
745  */
746
747 typedef struct spa_aux {
748         uint64_t        aux_guid;
749         uint64_t        aux_pool;
750         avl_node_t      aux_avl;
751         int             aux_count;
752 } spa_aux_t;
753
754 static int
755 spa_aux_compare(const void *a, const void *b)
756 {
757         const spa_aux_t *sa = a;
758         const spa_aux_t *sb = b;
759
760         if (sa->aux_guid < sb->aux_guid)
761                 return (-1);
762         else if (sa->aux_guid > sb->aux_guid)
763                 return (1);
764         else
765                 return (0);
766 }
767
768 void
769 spa_aux_add(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
770 {
771         avl_index_t where;
772         spa_aux_t search;
773         spa_aux_t *aux;
774
775         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
776         if ((aux = avl_find(avl, &search, &where)) != NULL) {
777                 aux->aux_count++;
778         } else {
779                 aux = kmem_zalloc(sizeof (spa_aux_t), KM_SLEEP);
780                 aux->aux_guid = vd->vdev_guid;
781                 aux->aux_count = 1;
782                 avl_insert(avl, aux, where);
783         }
784 }
785
786 void
787 spa_aux_remove(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
788 {
789         spa_aux_t search;
790         spa_aux_t *aux;
791         avl_index_t where;
792
793         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
794         aux = avl_find(avl, &search, &where);
795
796         ASSERT(aux != NULL);
797
798         if (--aux->aux_count == 0) {
799                 avl_remove(avl, aux);
800                 kmem_free(aux, sizeof (spa_aux_t));
801         } else if (aux->aux_pool == spa_guid(vd->vdev_spa)) {
802                 aux->aux_pool = 0ULL;
803         }
804 }
805
806 boolean_t
807 spa_aux_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool, int *refcnt, avl_tree_t *avl)
808 {
809         spa_aux_t search, *found;
810
811         search.aux_guid = guid;
812         found = avl_find(avl, &search, NULL);
813
814         if (pool) {
815                 if (found)
816                         *pool = found->aux_pool;
817                 else
818                         *pool = 0ULL;
819         }
820
821         if (refcnt) {
822                 if (found)
823                         *refcnt = found->aux_count;
824                 else
825                         *refcnt = 0;
826         }
827
828         return (found != NULL);
829 }
830
831 void
832 spa_aux_activate(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
833 {
834         spa_aux_t search, *found;
835         avl_index_t where;
836
837         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
838         found = avl_find(avl, &search, &where);
839         ASSERT(found != NULL);
840         ASSERT(found->aux_pool == 0ULL);
841
842         found->aux_pool = spa_guid(vd->vdev_spa);
843 }
844
845 /*
846  * Spares are tracked globally due to the following constraints:
847  *
848  *      - A spare may be part of multiple pools.
849  *      - A spare may be added to a pool even if it's actively in use within
850  *        another pool.
851  *      - A spare in use in any pool can only be the source of a replacement if
852  *        the target is a spare in the same pool.
853  *
854  * We keep track of all spares on the system through the use of a reference
855  * counted AVL tree.  When a vdev is added as a spare, or used as a replacement
856  * spare, then we bump the reference count in the AVL tree.  In addition, we set
857  * the 'vdev_isspare' member to indicate that the device is a spare (active or
858  * inactive).  When a spare is made active (used to replace a device in the
859  * pool), we also keep track of which pool its been made a part of.
860  *
861  * The 'spa_spare_lock' protects the AVL tree.  These functions are normally
862  * called under the spa_namespace lock as part of vdev reconfiguration.  The
863  * separate spare lock exists for the status query path, which does not need to
864  * be completely consistent with respect to other vdev configuration changes.
865  */
866
867 static int
868 spa_spare_compare(const void *a, const void *b)
869 {
870         return (spa_aux_compare(a, b));
871 }
872
873 void
874 spa_spare_add(vdev_t *vd)
875 {
876         mutex_enter(&spa_spare_lock);
877         ASSERT(!vd->vdev_isspare);
878         spa_aux_add(vd, &spa_spare_avl);
879         vd->vdev_isspare = B_TRUE;
880         mutex_exit(&spa_spare_lock);
881 }
882
883 void
884 spa_spare_remove(vdev_t *vd)
885 {
886         mutex_enter(&spa_spare_lock);
887         ASSERT(vd->vdev_isspare);
888         spa_aux_remove(vd, &spa_spare_avl);
889         vd->vdev_isspare = B_FALSE;
890         mutex_exit(&spa_spare_lock);
891 }
892
893 boolean_t
894 spa_spare_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool, int *refcnt)
895 {
896         boolean_t found;
897
898         mutex_enter(&spa_spare_lock);
899         found = spa_aux_exists(guid, pool, refcnt, &spa_spare_avl);
900         mutex_exit(&spa_spare_lock);
901
902         return (found);
903 }
904
905 void
906 spa_spare_activate(vdev_t *vd)
907 {
908         mutex_enter(&spa_spare_lock);
909         ASSERT(vd->vdev_isspare);
910         spa_aux_activate(vd, &spa_spare_avl);
911         mutex_exit(&spa_spare_lock);
912 }
913
914 /*
915  * Level 2 ARC devices are tracked globally for the same reasons as spares.
916  * Cache devices currently only support one pool per cache device, and so
917  * for these devices the aux reference count is currently unused beyond 1.
918  */
919
920 static int
921 spa_l2cache_compare(const void *a, const void *b)
922 {
923         return (spa_aux_compare(a, b));
924 }
925
926 void
927 spa_l2cache_add(vdev_t *vd)
928 {
929         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
930         ASSERT(!vd->vdev_isl2cache);
931         spa_aux_add(vd, &spa_l2cache_avl);
932         vd->vdev_isl2cache = B_TRUE;
933         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
934 }
935
936 void
937 spa_l2cache_remove(vdev_t *vd)
938 {
939         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
940         ASSERT(vd->vdev_isl2cache);
941         spa_aux_remove(vd, &spa_l2cache_avl);
942         vd->vdev_isl2cache = B_FALSE;
943         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
944 }
945
946 boolean_t
947 spa_l2cache_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool)
948 {
949         boolean_t found;
950
951         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
952         found = spa_aux_exists(guid, pool, NULL, &spa_l2cache_avl);
953         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
954
955         return (found);
956 }
957
958 void
959 spa_l2cache_activate(vdev_t *vd)
960 {
961         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
962         ASSERT(vd->vdev_isl2cache);
963         spa_aux_activate(vd, &spa_l2cache_avl);
964         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
965 }
966
967 /*
968  * ==========================================================================
969  * SPA vdev locking
970  * ==========================================================================
971  */
972
973 /*
974  * Lock the given spa_t for the purpose of adding or removing a vdev.
975  * Grabs the global spa_namespace_lock plus the spa config lock for writing.
976  * It returns the next transaction group for the spa_t.
977  */
978 uint64_t
979 spa_vdev_enter(spa_t *spa)
980 {
981         mutex_enter(&spa->spa_vdev_top_lock);
982         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
983         return (spa_vdev_config_enter(spa));
984 }
985
986 /*
987  * Internal implementation for spa_vdev_enter().  Used when a vdev
988  * operation requires multiple syncs (i.e. removing a device) while
989  * keeping the spa_namespace_lock held.
990  */
991 uint64_t
992 spa_vdev_config_enter(spa_t *spa)
993 {
994         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
995
996         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, spa, RW_WRITER);
997
998         return (spa_last_synced_txg(spa) + 1);
999 }
1000
1001 /*
1002  * Used in combination with spa_vdev_config_enter() to allow the syncing
1003  * of multiple transactions without releasing the spa_namespace_lock.
1004  */
1005 void
1006 spa_vdev_config_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t txg, int error, char *tag)
1007 {
1008         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
1009
1010         int config_changed = B_FALSE;
1011
1012         ASSERT(txg > spa_last_synced_txg(spa));
1013
1014         spa->spa_pending_vdev = NULL;
1015
1016         /*
1017          * Reassess the DTLs.
1018          */
1019         vdev_dtl_reassess(spa->spa_root_vdev, 0, 0, B_FALSE);
1020
1021         if (error == 0 && !list_is_empty(&spa->spa_config_dirty_list)) {
1022                 config_changed = B_TRUE;
1023                 spa->spa_config_generation++;
1024         }
1025
1026         /*
1027          * Verify the metaslab classes.
1028          */
1029         ASSERT(metaslab_class_validate(spa_normal_class(spa)) == 0);
1030         ASSERT(metaslab_class_validate(spa_log_class(spa)) == 0);
1031
1032         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, spa);
1033
1034         /*
1035          * Panic the system if the specified tag requires it.  This
1036          * is useful for ensuring that configurations are updated
1037          * transactionally.
1038          */
1039         if (zio_injection_enabled)
1040                 zio_handle_panic_injection(spa, tag, 0);
1041
1042         /*
1043          * Note: this txg_wait_synced() is important because it ensures
1044          * that there won't be more than one config change per txg.
1045          * This allows us to use the txg as the generation number.
1046          */
1047         if (error == 0)
1048                 txg_wait_synced(spa->spa_dsl_pool, txg);
1049
1050         if (vd != NULL) {
1051                 ASSERT(!vd->vdev_detached || vd->vdev_dtl_smo.smo_object == 0);
1052                 spa_config_enter(spa, SCL_ALL, spa, RW_WRITER);
1053                 vdev_free(vd);
1054                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, spa);
1055         }
1056
1057         /*
1058          * If the config changed, update the config cache.
1059          */
1060         if (config_changed)
1061                 spa_config_sync(spa, B_FALSE, B_TRUE);
1062 }
1063
1064 /*
1065  * Unlock the spa_t after adding or removing a vdev.  Besides undoing the
1066  * locking of spa_vdev_enter(), we also want make sure the transactions have
1067  * synced to disk, and then update the global configuration cache with the new
1068  * information.
1069  */
1070 int
1071 spa_vdev_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t txg, int error)
1072 {
1073         spa_vdev_config_exit(spa, vd, txg, error, FTAG);
1074         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1075         mutex_exit(&spa->spa_vdev_top_lock);
1076
1077         return (error);
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Lock the given spa_t for the purpose of changing vdev state.
1082  */
1083 void
1084 spa_vdev_state_enter(spa_t *spa, int oplocks)
1085 {
1086         int locks = SCL_STATE_ALL | oplocks;
1087
1088         /*
1089          * Root pools may need to read of the underlying devfs filesystem
1090          * when opening up a vdev.  Unfortunately if we're holding the
1091          * SCL_ZIO lock it will result in a deadlock when we try to issue
1092          * the read from the root filesystem.  Instead we "prefetch"
1093          * the associated vnodes that we need prior to opening the
1094          * underlying devices and cache them so that we can prevent
1095          * any I/O when we are doing the actual open.
1096          */
1097         if (spa_is_root(spa)) {
1098                 int low = locks & ~(SCL_ZIO - 1);
1099                 int high = locks & ~low;
1100
1101                 spa_config_enter(spa, high, spa, RW_WRITER);
1102                 vdev_hold(spa->spa_root_vdev);
1103                 spa_config_enter(spa, low, spa, RW_WRITER);
1104         } else {
1105                 spa_config_enter(spa, locks, spa, RW_WRITER);
1106         }
1107         spa->spa_vdev_locks = locks;
1108 }
1109
1110 int
1111 spa_vdev_state_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, int error)
1112 {
1113         boolean_t config_changed = B_FALSE;
1114
1115         if (vd != NULL || error == 0)
1116                 vdev_dtl_reassess(vd ? vd->vdev_top : spa->spa_root_vdev,
1117                     0, 0, B_FALSE);
1118
1119         if (vd != NULL) {
1120                 vdev_state_dirty(vd->vdev_top);
1121                 config_changed = B_TRUE;
1122                 spa->spa_config_generation++;
1123         }
1124
1125         if (spa_is_root(spa))
1126                 vdev_rele(spa->spa_root_vdev);
1127
1128         ASSERT3U(spa->spa_vdev_locks, >=, SCL_STATE_ALL);
1129         spa_config_exit(spa, spa->spa_vdev_locks, spa);
1130
1131         /*
1132          * If anything changed, wait for it to sync.  This ensures that,
1133          * from the system administrator's perspective, zpool(1M) commands
1134          * are synchronous.  This is important for things like zpool offline:
1135          * when the command completes, you expect no further I/O from ZFS.
1136          */
1137         if (vd != NULL)
1138                 txg_wait_synced(spa->spa_dsl_pool, 0);
1139
1140         /*
1141          * If the config changed, update the config cache.
1142          */
1143         if (config_changed) {
1144                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
1145                 spa_config_sync(spa, B_FALSE, B_TRUE);
1146                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1147         }
1148
1149         return (error);
1150 }
1151
1152 /*
1153  * ==========================================================================
1154  * Miscellaneous functions
1155  * ==========================================================================
1156  */
1157
1158 void
1159 spa_activate_mos_feature(spa_t *spa, const char *feature)
1160 {
1161         (void) nvlist_add_boolean(spa->spa_label_features, feature);
1162         vdev_config_dirty(spa->spa_root_vdev);
1163 }
1164
1165 void
1166 spa_deactivate_mos_feature(spa_t *spa, const char *feature)
1167 {
1168         (void) nvlist_remove_all(spa->spa_label_features, feature);
1169         vdev_config_dirty(spa->spa_root_vdev);
1170 }
1171
1172 /*
1173  * Rename a spa_t.
1174  */
1175 int
1176 spa_rename(const char *name, const char *newname)
1177 {
1178         spa_t *spa;
1179         int err;
1180
1181         /*
1182          * Lookup the spa_t and grab the config lock for writing.  We need to
1183          * actually open the pool so that we can sync out the necessary labels.
1184          * It's OK to call spa_open() with the namespace lock held because we
1185          * allow recursive calls for other reasons.
1186          */
1187         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
1188         if ((err = spa_open(name, &spa, FTAG)) != 0) {
1189                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1190                 return (err);
1191         }
1192
1193         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
1194
1195         avl_remove(&spa_namespace_avl, spa);
1196         (void) strlcpy(spa->spa_name, newname, sizeof (spa->spa_name));
1197         avl_add(&spa_namespace_avl, spa);
1198
1199         /*
1200          * Sync all labels to disk with the new names by marking the root vdev
1201          * dirty and waiting for it to sync.  It will pick up the new pool name
1202          * during the sync.
1203          */
1204         vdev_config_dirty(spa->spa_root_vdev);
1205
1206         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
1207
1208         txg_wait_synced(spa->spa_dsl_pool, 0);
1209
1210         /*
1211          * Sync the updated config cache.
1212          */
1213         spa_config_sync(spa, B_FALSE, B_TRUE);
1214
1215         spa_close(spa, FTAG);
1216
1217         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1218
1219         return (0);
1220 }
1221
1222 /*
1223  * Return the spa_t associated with given pool_guid, if it exists.  If
1224  * device_guid is non-zero, determine whether the pool exists *and* contains
1225  * a device with the specified device_guid.
1226  */
1227 spa_t *
1228 spa_by_guid(uint64_t pool_guid, uint64_t device_guid)
1229 {
1230         spa_t *spa;
1231         avl_tree_t *t = &spa_namespace_avl;
1232
1233         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
1234
1235         for (spa = avl_first(t); spa != NULL; spa = AVL_NEXT(t, spa)) {
1236                 if (spa->spa_state == POOL_STATE_UNINITIALIZED)
1237                         continue;
1238                 if (spa->spa_root_vdev == NULL)
1239                         continue;
1240                 if (spa_guid(spa) == pool_guid) {
1241                         if (device_guid == 0)
1242                                 break;
1243
1244                         if (vdev_lookup_by_guid(spa->spa_root_vdev,
1245                             device_guid) != NULL)
1246                                 break;
1247
1248                         /*
1249                          * Check any devices we may be in the process of adding.
1250                          */
1251                         if (spa->spa_pending_vdev) {
1252                                 if (vdev_lookup_by_guid(spa->spa_pending_vdev,
1253                                     device_guid) != NULL)
1254                                         break;
1255                         }
1256                 }
1257         }
1258
1259         return (spa);
1260 }
1261
1262 /*
1263  * Determine whether a pool with the given pool_guid exists.
1264  */
1265 boolean_t
1266 spa_guid_exists(uint64_t pool_guid, uint64_t device_guid)
1267 {
1268         return (spa_by_guid(pool_guid, device_guid) != NULL);
1269 }
1270
1271 char *
1272 spa_strdup(const char *s)
1273 {
1274         size_t len;
1275         char *new;
1276
1277         len = strlen(s);
1278         new = kmem_alloc(len + 1, KM_SLEEP);
1279         bcopy(s, new, len);
1280         new[len] = '\0';
1281
1282         return (new);
1283 }
1284
1285 void
1286 spa_strfree(char *s)
1287 {
1288         kmem_free(s, strlen(s) + 1);
1289 }
1290
1291 uint64_t
1292 spa_get_random(uint64_t range)
1293 {
1294         uint64_t r;
1295
1296         ASSERT(range != 0);
1297
1298         (void) random_get_pseudo_bytes((void *)&r, sizeof (uint64_t));
1299
1300         return (r % range);
1301 }
1302
1303 uint64_t
1304 spa_generate_guid(spa_t *spa)
1305 {
1306         uint64_t guid = spa_get_random(-1ULL);
1307
1308         if (spa != NULL) {
1309                 while (guid == 0 || spa_guid_exists(spa_guid(spa), guid))
1310                         guid = spa_get_random(-1ULL);
1311         } else {
1312                 while (guid == 0 || spa_guid_exists(guid, 0))
1313                         guid = spa_get_random(-1ULL);
1314         }
1315
1316         return (guid);
1317 }
1318
1319 void
1320 sprintf_blkptr(char *buf, const blkptr_t *bp)
1321 {
1322         char type[256];
1323         char *checksum = NULL;
1324         char *compress = NULL;
1325
1326         if (bp != NULL) {
1327                 if (BP_GET_TYPE(bp) & DMU_OT_NEWTYPE) {
1328                         dmu_object_byteswap_t bswap =
1329                             DMU_OT_BYTESWAP(BP_GET_TYPE(bp));
1330                         (void) snprintf(type, sizeof (type), "bswap %s %s",
1331                             DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) ?
1332                             "metadata" : "data",
1333                             dmu_ot_byteswap[bswap].ob_name);
1334                 } else {
1335                         (void) strlcpy(type, dmu_ot[BP_GET_TYPE(bp)].ot_name,
1336                             sizeof (type));
1337                 }
1338                 checksum = zio_checksum_table[BP_GET_CHECKSUM(bp)].ci_name;
1339                 compress = zio_compress_table[BP_GET_COMPRESS(bp)].ci_name;
1340         }
1341
1342         SPRINTF_BLKPTR(snprintf, ' ', buf, bp, type, checksum, compress);
1343 }
1344
1345 void
1346 spa_freeze(spa_t *spa)
1347 {
1348         uint64_t freeze_txg = 0;
1349
1350         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
1351         if (spa->spa_freeze_txg == UINT64_MAX) {
1352                 freeze_txg = spa_last_synced_txg(spa) + TXG_SIZE;
1353                 spa->spa_freeze_txg = freeze_txg;
1354         }
1355         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
1356         if (freeze_txg != 0)
1357                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), freeze_txg);
1358 }
1359
1360 void
1361 zfs_panic_recover(const char *fmt, ...)
1362 {
1363         va_list adx;
1364
1365         va_start(adx, fmt);
1366         vcmn_err(zfs_recover ? CE_WARN : CE_PANIC, fmt, adx);
1367         va_end(adx);
1368 }
1369
1370 /*
1371  * This is a stripped-down version of strtoull, suitable only for converting
1372  * lowercase hexadecimal numbers that don't overflow.
1373  */
1374 uint64_t
1375 zfs_strtonum(const char *str, char **nptr)
1376 {
1377         uint64_t val = 0;
1378         char c;
1379         int digit;
1380
1381         while ((c = *str) != '\0') {
1382                 if (c >= '0' && c <= '9')
1383                         digit = c - '0';
1384                 else if (c >= 'a' && c <= 'f')
1385                         digit = 10 + c - 'a';
1386                 else
1387                         break;
1388
1389                 val *= 16;
1390                 val += digit;
1391
1392                 str++;
1393         }
1394
1395         if (nptr)
1396                 *nptr = (char *)str;
1397
1398         return (val);
1399 }
1400
1401 /*
1402  * ==========================================================================
1403  * Accessor functions
1404  * ==========================================================================
1405  */
1406
1407 boolean_t
1408 spa_shutting_down(spa_t *spa)
1409 {
1410         return (spa->spa_async_suspended);
1411 }
1412
1413 dsl_pool_t *
1414 spa_get_dsl(spa_t *spa)
1415 {
1416         return (spa->spa_dsl_pool);
1417 }
1418
1419 boolean_t
1420 spa_is_initializing(spa_t *spa)
1421 {
1422         return (spa->spa_is_initializing);
1423 }
1424
1425 blkptr_t *
1426 spa_get_rootblkptr(spa_t *spa)
1427 {
1428         return (&spa->spa_ubsync.ub_rootbp);
1429 }
1430
1431 void
1432 spa_set_rootblkptr(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
1433 {
1434         spa->spa_uberblock.ub_rootbp = *bp;
1435 }
1436
1437 void
1438 spa_altroot(spa_t *spa, char *buf, size_t buflen)
1439 {
1440         if (spa->spa_root == NULL)
1441                 buf[0] = '\0';
1442         else
1443                 (void) strncpy(buf, spa->spa_root, buflen);
1444 }
1445
1446 int
1447 spa_sync_pass(spa_t *spa)
1448 {
1449         return (spa->spa_sync_pass);
1450 }
1451
1452 char *
1453 spa_name(spa_t *spa)
1454 {
1455         return (spa->spa_name);
1456 }
1457
1458 uint64_t
1459 spa_guid(spa_t *spa)
1460 {
1461         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
1462         uint64_t guid;
1463
1464         /*
1465          * If we fail to parse the config during spa_load(), we can go through
1466          * the error path (which posts an ereport) and end up here with no root
1467          * vdev.  We stash the original pool guid in 'spa_config_guid' to handle
1468          * this case.
1469          */
1470         if (spa->spa_root_vdev == NULL)
1471                 return (spa->spa_config_guid);
1472
1473         guid = spa->spa_last_synced_guid != 0 ?
1474             spa->spa_last_synced_guid : spa->spa_root_vdev->vdev_guid;
1475
1476         /*
1477          * Return the most recently synced out guid unless we're
1478          * in syncing context.
1479          */
1480         if (dp && dsl_pool_sync_context(dp))
1481                 return (spa->spa_root_vdev->vdev_guid);
1482         else
1483                 return (guid);
1484 }
1485
1486 uint64_t
1487 spa_load_guid(spa_t *spa)
1488 {
1489         /*
1490          * This is a GUID that exists solely as a reference for the
1491          * purposes of the arc.  It is generated at load time, and
1492          * is never written to persistent storage.
1493          */
1494         return (spa->spa_load_guid);
1495 }
1496
1497 uint64_t
1498 spa_last_synced_txg(spa_t *spa)
1499 {
1500         return (spa->spa_ubsync.ub_txg);
1501 }
1502
1503 uint64_t
1504 spa_first_txg(spa_t *spa)
1505 {
1506         return (spa->spa_first_txg);
1507 }
1508
1509 uint64_t
1510 spa_syncing_txg(spa_t *spa)
1511 {
1512         return (spa->spa_syncing_txg);
1513 }
1514
1515 pool_state_t
1516 spa_state(spa_t *spa)
1517 {
1518         return (spa->spa_state);
1519 }
1520
1521 spa_load_state_t
1522 spa_load_state(spa_t *spa)
1523 {
1524         return (spa->spa_load_state);
1525 }
1526
1527 uint64_t
1528 spa_freeze_txg(spa_t *spa)
1529 {
1530         return (spa->spa_freeze_txg);
1531 }
1532
1533 /* ARGSUSED */
1534 uint64_t
1535 spa_get_asize(spa_t *spa, uint64_t lsize)
1536 {
1537         /*
1538          * The worst case is single-sector max-parity RAID-Z blocks, in which
1539          * case the space requirement is exactly (VDEV_RAIDZ_MAXPARITY + 1)
1540          * times the size; so just assume that.  Add to this the fact that
1541          * we can have up to 3 DVAs per bp, and one more factor of 2 because
1542          * the block may be dittoed with up to 3 DVAs by ddt_sync().
1543          */
1544         return (lsize * (VDEV_RAIDZ_MAXPARITY + 1) * SPA_DVAS_PER_BP * 2);
1545 }
1546
1547 uint64_t
1548 spa_get_dspace(spa_t *spa)
1549 {
1550         return (spa->spa_dspace);
1551 }
1552
1553 void
1554 spa_update_dspace(spa_t *spa)
1555 {
1556         spa->spa_dspace = metaslab_class_get_dspace(spa_normal_class(spa)) +
1557             ddt_get_dedup_dspace(spa);
1558 }
1559
1560 /*
1561  * Return the failure mode that has been set to this pool. The default
1562  * behavior will be to block all I/Os when a complete failure occurs.
1563  */
1564 uint8_t
1565 spa_get_failmode(spa_t *spa)
1566 {
1567         return (spa->spa_failmode);
1568 }
1569
1570 boolean_t
1571 spa_suspended(spa_t *spa)
1572 {
1573         return (spa->spa_suspended);
1574 }
1575
1576 uint64_t
1577 spa_version(spa_t *spa)
1578 {
1579         return (spa->spa_ubsync.ub_version);
1580 }
1581
1582 boolean_t
1583 spa_deflate(spa_t *spa)
1584 {
1585         return (spa->spa_deflate);
1586 }
1587
1588 metaslab_class_t *
1589 spa_normal_class(spa_t *spa)
1590 {
1591         return (spa->spa_normal_class);
1592 }
1593
1594 metaslab_class_t *
1595 spa_log_class(spa_t *spa)
1596 {
1597         return (spa->spa_log_class);
1598 }
1599
1600 int
1601 spa_max_replication(spa_t *spa)
1602 {
1603         /*
1604          * As of SPA_VERSION == SPA_VERSION_DITTO_BLOCKS, we are able to
1605          * handle BPs with more than one DVA allocated.  Set our max
1606          * replication level accordingly.
1607          */
1608         if (spa_version(spa) < SPA_VERSION_DITTO_BLOCKS)
1609                 return (1);
1610         return (MIN(SPA_DVAS_PER_BP, spa_max_replication_override));
1611 }
1612
1613 int
1614 spa_prev_software_version(spa_t *spa)
1615 {
1616         return (spa->spa_prev_software_version);
1617 }
1618
1619 uint64_t
1620 spa_deadman_synctime(spa_t *spa)
1621 {
1622         return (spa->spa_deadman_synctime);
1623 }
1624
1625 uint64_t
1626 dva_get_dsize_sync(spa_t *spa, const dva_t *dva)
1627 {
1628         uint64_t asize = DVA_GET_ASIZE(dva);
1629         uint64_t dsize = asize;
1630
1631         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1632
1633         if (asize != 0 && spa->spa_deflate) {
1634                 vdev_t *vd = vdev_lookup_top(spa, DVA_GET_VDEV(dva));
1635                 dsize = (asize >> SPA_MINBLOCKSHIFT) * vd->vdev_deflate_ratio;
1636         }
1637
1638         return (dsize);
1639 }
1640
1641 uint64_t
1642 bp_get_dsize_sync(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
1643 {
1644         uint64_t dsize = 0;
1645
1646         for (int d = 0; d < SPA_DVAS_PER_BP; d++)
1647                 dsize += dva_get_dsize_sync(spa, &bp->blk_dva[d]);
1648
1649         return (dsize);
1650 }
1651
1652 uint64_t
1653 bp_get_dsize(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
1654 {
1655         uint64_t dsize = 0;
1656
1657         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
1658
1659         for (int d = 0; d < SPA_DVAS_PER_BP; d++)
1660                 dsize += dva_get_dsize_sync(spa, &bp->blk_dva[d]);
1661
1662         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
1663
1664         return (dsize);
1665 }
1666
1667 /*
1668  * ==========================================================================
1669  * Initialization and Termination
1670  * ==========================================================================
1671  */
1672
1673 static int
1674 spa_name_compare(const void *a1, const void *a2)
1675 {
1676         const spa_t *s1 = a1;
1677         const spa_t *s2 = a2;
1678         int s;
1679
1680         s = strcmp(s1->spa_name, s2->spa_name);
1681         if (s > 0)
1682                 return (1);
1683         if (s < 0)
1684                 return (-1);
1685         return (0);
1686 }
1687
1688 int
1689 spa_busy(void)
1690 {
1691         return (spa_active_count);
1692 }
1693
1694 void
1695 spa_boot_init()
1696 {
1697         spa_config_load();
1698 }
1699
1700 #ifdef _KERNEL
1701 EVENTHANDLER_DEFINE(mountroot, spa_boot_init, NULL, 0);
1702 #endif
1703
1704 void
1705 spa_init(int mode)
1706 {
1707         mutex_init(&spa_namespace_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1708         mutex_init(&spa_spare_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1709         mutex_init(&spa_l2cache_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1710         cv_init(&spa_namespace_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
1711
1712         avl_create(&spa_namespace_avl, spa_name_compare, sizeof (spa_t),
1713             offsetof(spa_t, spa_avl));
1714
1715         avl_create(&spa_spare_avl, spa_spare_compare, sizeof (spa_aux_t),
1716             offsetof(spa_aux_t, aux_avl));
1717
1718         avl_create(&spa_l2cache_avl, spa_l2cache_compare, sizeof (spa_aux_t),
1719             offsetof(spa_aux_t, aux_avl));
1720
1721         spa_mode_global = mode;
1722
1723 #ifdef illumos
1724 #ifdef _KERNEL
1725         spa_arch_init();
1726 #else
1727         if (spa_mode_global != FREAD && dprintf_find_string("watch")) {
1728                 arc_procfd = open("/proc/self/ctl", O_WRONLY);
1729                 if (arc_procfd == -1) {
1730                         perror("could not enable watchpoints: "
1731                             "opening /proc/self/ctl failed: ");
1732                 } else {
1733                         arc_watch = B_TRUE;
1734                 }
1735         }
1736 #endif
1737 #endif /* illumos */
1738         refcount_sysinit();
1739         unique_init();
1740         space_map_init();
1741         zio_init();
1742         dmu_init();
1743         zil_init();
1744         vdev_cache_stat_init();
1745         zfs_prop_init();
1746         zpool_prop_init();
1747         zpool_feature_init();
1748         spa_config_load();
1749         l2arc_start();
1750 #ifndef illumos
1751 #ifdef _KERNEL
1752         zfs_deadman_init();
1753 #endif
1754 #endif  /* !illumos */
1755 }
1756
1757 void
1758 spa_fini(void)
1759 {
1760         l2arc_stop();
1761
1762         spa_evict_all();
1763
1764         vdev_cache_stat_fini();
1765         zil_fini();
1766         dmu_fini();
1767         zio_fini();
1768         space_map_fini();
1769         unique_fini();
1770         refcount_fini();
1771
1772         avl_destroy(&spa_namespace_avl);
1773         avl_destroy(&spa_spare_avl);
1774         avl_destroy(&spa_l2cache_avl);
1775
1776         cv_destroy(&spa_namespace_cv);
1777         mutex_destroy(&spa_namespace_lock);
1778         mutex_destroy(&spa_spare_lock);
1779         mutex_destroy(&spa_l2cache_lock);
1780 }
1781
1782 /*
1783  * Return whether this pool has slogs. No locking needed.
1784  * It's not a problem if the wrong answer is returned as it's only for
1785  * performance and not correctness
1786  */
1787 boolean_t
1788 spa_has_slogs(spa_t *spa)
1789 {
1790         return (spa->spa_log_class->mc_rotor != NULL);
1791 }
1792
1793 spa_log_state_t
1794 spa_get_log_state(spa_t *spa)
1795 {
1796         return (spa->spa_log_state);
1797 }
1798
1799 void
1800 spa_set_log_state(spa_t *spa, spa_log_state_t state)
1801 {
1802         spa->spa_log_state = state;
1803 }
1804
1805 boolean_t
1806 spa_is_root(spa_t *spa)
1807 {
1808         return (spa->spa_is_root);
1809 }
1810
1811 boolean_t
1812 spa_writeable(spa_t *spa)
1813 {
1814         return (!!(spa->spa_mode & FWRITE));
1815 }
1816
1817 int
1818 spa_mode(spa_t *spa)
1819 {
1820         return (spa->spa_mode);
1821 }
1822
1823 uint64_t
1824 spa_bootfs(spa_t *spa)
1825 {
1826         return (spa->spa_bootfs);
1827 }
1828
1829 uint64_t
1830 spa_delegation(spa_t *spa)
1831 {
1832         return (spa->spa_delegation);
1833 }
1834
1835 objset_t *
1836 spa_meta_objset(spa_t *spa)
1837 {
1838         return (spa->spa_meta_objset);
1839 }
1840
1841 enum zio_checksum
1842 spa_dedup_checksum(spa_t *spa)
1843 {
1844         return (spa->spa_dedup_checksum);
1845 }
1846
1847 /*
1848  * Reset pool scan stat per scan pass (or reboot).
1849  */
1850 void
1851 spa_scan_stat_init(spa_t *spa)
1852 {
1853         /* data not stored on disk */
1854         spa->spa_scan_pass_start = gethrestime_sec();
1855         spa->spa_scan_pass_exam = 0;
1856         vdev_scan_stat_init(spa->spa_root_vdev);
1857 }
1858
1859 /*
1860  * Get scan stats for zpool status reports
1861  */
1862 int
1863 spa_scan_get_stats(spa_t *spa, pool_scan_stat_t *ps)
1864 {
1865         dsl_scan_t *scn = spa->spa_dsl_pool ? spa->spa_dsl_pool->dp_scan : NULL;
1866
1867         if (scn == NULL || scn->scn_phys.scn_func == POOL_SCAN_NONE)
1868                 return (SET_ERROR(ENOENT));
1869         bzero(ps, sizeof (pool_scan_stat_t));
1870
1871         /* data stored on disk */
1872         ps->pss_func = scn->scn_phys.scn_func;
1873         ps->pss_start_time = scn->scn_phys.scn_start_time;
1874         ps->pss_end_time = scn->scn_phys.scn_end_time;
1875         ps->pss_to_examine = scn->scn_phys.scn_to_examine;
1876         ps->pss_examined = scn->scn_phys.scn_examined;
1877         ps->pss_to_process = scn->scn_phys.scn_to_process;
1878         ps->pss_processed = scn->scn_phys.scn_processed;
1879         ps->pss_errors = scn->scn_phys.scn_errors;
1880         ps->pss_state = scn->scn_phys.scn_state;
1881
1882         /* data not stored on disk */
1883         ps->pss_pass_start = spa->spa_scan_pass_start;
1884         ps->pss_pass_exam = spa->spa_scan_pass_exam;
1885
1886         return (0);
1887 }
1888
1889 boolean_t
1890 spa_debug_enabled(spa_t *spa)
1891 {
1892         return (spa->spa_debug);
1893 }