]> granicus.if.org Git - zfs/blob - module/zfs/spa_misc.c
d12e233b180c669426a0dc77a0adba4910ba49a8
[zfs] / module / 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  */
26
27 #include <sys/zfs_context.h>
28 #include <sys/spa_impl.h>
29 #include <sys/zio.h>
30 #include <sys/zio_checksum.h>
31 #include <sys/zio_compress.h>
32 #include <sys/dmu.h>
33 #include <sys/dmu_tx.h>
34 #include <sys/zap.h>
35 #include <sys/zil.h>
36 #include <sys/vdev_impl.h>
37 #include <sys/metaslab.h>
38 #include <sys/uberblock_impl.h>
39 #include <sys/txg.h>
40 #include <sys/avl.h>
41 #include <sys/unique.h>
42 #include <sys/dsl_pool.h>
43 #include <sys/dsl_dir.h>
44 #include <sys/dsl_prop.h>
45 #include <sys/fm/util.h>
46 #include <sys/dsl_scan.h>
47 #include <sys/fs/zfs.h>
48 #include <sys/metaslab_impl.h>
49 #include <sys/arc.h>
50 #include <sys/ddt.h>
51 #include <sys/kstat.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 /*
241  * Expiration time in milliseconds. This value has two meanings. First it is
242  * used to determine when the spa_deadman() logic should fire. By default the
243  * spa_deadman() will fire if spa_sync() has not completed in 1000 seconds.
244  * Secondly, the value determines if an I/O is considered "hung". Any I/O that
245  * has not completed in zfs_deadman_synctime_ms is considered "hung" resulting
246  * in a system panic.
247  */
248 unsigned long zfs_deadman_synctime_ms = 1000000ULL;
249
250 /*
251  * By default the deadman is enabled.
252  */
253 int zfs_deadman_enabled = 1;
254
255 /*
256  * The worst case is single-sector max-parity RAID-Z blocks, in which
257  * case the space requirement is exactly (VDEV_RAIDZ_MAXPARITY + 1)
258  * times the size; so just assume that.  Add to this the fact that
259  * we can have up to 3 DVAs per bp, and one more factor of 2 because
260  * the block may be dittoed with up to 3 DVAs by ddt_sync().  All together,
261  * the worst case is:
262  *     (VDEV_RAIDZ_MAXPARITY + 1) * SPA_DVAS_PER_BP * 2 == 24
263  */
264 int spa_asize_inflation = 24;
265
266 /*
267  * ==========================================================================
268  * SPA config locking
269  * ==========================================================================
270  */
271 static void
272 spa_config_lock_init(spa_t *spa)
273 {
274         int i;
275
276         for (i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
277                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
278                 mutex_init(&scl->scl_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
279                 cv_init(&scl->scl_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
280                 refcount_create_untracked(&scl->scl_count);
281                 scl->scl_writer = NULL;
282                 scl->scl_write_wanted = 0;
283         }
284 }
285
286 static void
287 spa_config_lock_destroy(spa_t *spa)
288 {
289         int i;
290
291         for (i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
292                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
293                 mutex_destroy(&scl->scl_lock);
294                 cv_destroy(&scl->scl_cv);
295                 refcount_destroy(&scl->scl_count);
296                 ASSERT(scl->scl_writer == NULL);
297                 ASSERT(scl->scl_write_wanted == 0);
298         }
299 }
300
301 int
302 spa_config_tryenter(spa_t *spa, int locks, void *tag, krw_t rw)
303 {
304         int i;
305
306         for (i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
307                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
308                 if (!(locks & (1 << i)))
309                         continue;
310                 mutex_enter(&scl->scl_lock);
311                 if (rw == RW_READER) {
312                         if (scl->scl_writer || scl->scl_write_wanted) {
313                                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
314                                 spa_config_exit(spa, locks ^ (1 << i), tag);
315                                 return (0);
316                         }
317                 } else {
318                         ASSERT(scl->scl_writer != curthread);
319                         if (!refcount_is_zero(&scl->scl_count)) {
320                                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
321                                 spa_config_exit(spa, locks ^ (1 << i), tag);
322                                 return (0);
323                         }
324                         scl->scl_writer = curthread;
325                 }
326                 (void) refcount_add(&scl->scl_count, tag);
327                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
328         }
329         return (1);
330 }
331
332 void
333 spa_config_enter(spa_t *spa, int locks, void *tag, krw_t rw)
334 {
335         int wlocks_held = 0;
336         int i;
337
338         ASSERT3U(SCL_LOCKS, <, sizeof (wlocks_held) * NBBY);
339
340         for (i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
341                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
342                 if (scl->scl_writer == curthread)
343                         wlocks_held |= (1 << i);
344                 if (!(locks & (1 << i)))
345                         continue;
346                 mutex_enter(&scl->scl_lock);
347                 if (rw == RW_READER) {
348                         while (scl->scl_writer || scl->scl_write_wanted) {
349                                 cv_wait(&scl->scl_cv, &scl->scl_lock);
350                         }
351                 } else {
352                         ASSERT(scl->scl_writer != curthread);
353                         while (!refcount_is_zero(&scl->scl_count)) {
354                                 scl->scl_write_wanted++;
355                                 cv_wait(&scl->scl_cv, &scl->scl_lock);
356                                 scl->scl_write_wanted--;
357                         }
358                         scl->scl_writer = curthread;
359                 }
360                 (void) refcount_add(&scl->scl_count, tag);
361                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
362         }
363         ASSERT(wlocks_held <= locks);
364 }
365
366 void
367 spa_config_exit(spa_t *spa, int locks, void *tag)
368 {
369         int i;
370
371         for (i = SCL_LOCKS - 1; i >= 0; i--) {
372                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
373                 if (!(locks & (1 << i)))
374                         continue;
375                 mutex_enter(&scl->scl_lock);
376                 ASSERT(!refcount_is_zero(&scl->scl_count));
377                 if (refcount_remove(&scl->scl_count, tag) == 0) {
378                         ASSERT(scl->scl_writer == NULL ||
379                             scl->scl_writer == curthread);
380                         scl->scl_writer = NULL; /* OK in either case */
381                         cv_broadcast(&scl->scl_cv);
382                 }
383                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
384         }
385 }
386
387 int
388 spa_config_held(spa_t *spa, int locks, krw_t rw)
389 {
390         int i, locks_held = 0;
391
392         for (i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
393                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
394                 if (!(locks & (1 << i)))
395                         continue;
396                 if ((rw == RW_READER && !refcount_is_zero(&scl->scl_count)) ||
397                     (rw == RW_WRITER && scl->scl_writer == curthread))
398                         locks_held |= 1 << i;
399         }
400
401         return (locks_held);
402 }
403
404 /*
405  * ==========================================================================
406  * SPA namespace functions
407  * ==========================================================================
408  */
409
410 /*
411  * Lookup the named spa_t in the AVL tree.  The spa_namespace_lock must be held.
412  * Returns NULL if no matching spa_t is found.
413  */
414 spa_t *
415 spa_lookup(const char *name)
416 {
417         static spa_t search;    /* spa_t is large; don't allocate on stack */
418         spa_t *spa;
419         avl_index_t where;
420         char *cp;
421
422         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
423
424         (void) strlcpy(search.spa_name, name, sizeof (search.spa_name));
425
426         /*
427          * If it's a full dataset name, figure out the pool name and
428          * just use that.
429          */
430         cp = strpbrk(search.spa_name, "/@");
431         if (cp != NULL)
432                 *cp = '\0';
433
434         spa = avl_find(&spa_namespace_avl, &search, &where);
435
436         return (spa);
437 }
438
439 /*
440  * Fires when spa_sync has not completed within zfs_deadman_synctime_ms.
441  * If the zfs_deadman_enabled flag is set then it inspects all vdev queues
442  * looking for potentially hung I/Os.
443  */
444 void
445 spa_deadman(void *arg)
446 {
447         spa_t *spa = arg;
448
449         zfs_dbgmsg("slow spa_sync: started %llu seconds ago, calls %llu",
450             (gethrtime() - spa->spa_sync_starttime) / NANOSEC,
451             ++spa->spa_deadman_calls);
452         if (zfs_deadman_enabled)
453                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev);
454
455         spa->spa_deadman_tqid = taskq_dispatch_delay(system_taskq,
456             spa_deadman, spa, TQ_PUSHPAGE, ddi_get_lbolt() +
457             NSEC_TO_TICK(spa->spa_deadman_synctime));
458 }
459
460 /*
461  * Create an uninitialized spa_t with the given name.  Requires
462  * spa_namespace_lock.  The caller must ensure that the spa_t doesn't already
463  * exist by calling spa_lookup() first.
464  */
465 spa_t *
466 spa_add(const char *name, nvlist_t *config, const char *altroot)
467 {
468         spa_t *spa;
469         spa_config_dirent_t *dp;
470         int t;
471
472         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
473
474         spa = kmem_zalloc(sizeof (spa_t), KM_PUSHPAGE | KM_NODEBUG);
475
476         mutex_init(&spa->spa_async_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
477         mutex_init(&spa->spa_errlist_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
478         mutex_init(&spa->spa_errlog_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
479         mutex_init(&spa->spa_history_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
480         mutex_init(&spa->spa_proc_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
481         mutex_init(&spa->spa_props_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
482         mutex_init(&spa->spa_scrub_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
483         mutex_init(&spa->spa_suspend_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
484         mutex_init(&spa->spa_vdev_top_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
485
486         cv_init(&spa->spa_async_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
487         cv_init(&spa->spa_proc_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
488         cv_init(&spa->spa_scrub_io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
489         cv_init(&spa->spa_suspend_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
490
491         for (t = 0; t < TXG_SIZE; t++)
492                 bplist_create(&spa->spa_free_bplist[t]);
493
494         (void) strlcpy(spa->spa_name, name, sizeof (spa->spa_name));
495         spa->spa_state = POOL_STATE_UNINITIALIZED;
496         spa->spa_freeze_txg = UINT64_MAX;
497         spa->spa_final_txg = UINT64_MAX;
498         spa->spa_load_max_txg = UINT64_MAX;
499         spa->spa_proc = &p0;
500         spa->spa_proc_state = SPA_PROC_NONE;
501
502         spa->spa_deadman_synctime = MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
503
504         refcount_create(&spa->spa_refcount);
505         spa_config_lock_init(spa);
506         spa_stats_init(spa);
507
508         avl_add(&spa_namespace_avl, spa);
509
510         /*
511          * Set the alternate root, if there is one.
512          */
513         if (altroot) {
514                 spa->spa_root = spa_strdup(altroot);
515                 spa_active_count++;
516         }
517
518         /*
519          * Every pool starts with the default cachefile
520          */
521         list_create(&spa->spa_config_list, sizeof (spa_config_dirent_t),
522             offsetof(spa_config_dirent_t, scd_link));
523
524         dp = kmem_zalloc(sizeof (spa_config_dirent_t), KM_PUSHPAGE);
525         dp->scd_path = altroot ? NULL : spa_strdup(spa_config_path);
526         list_insert_head(&spa->spa_config_list, dp);
527
528         VERIFY(nvlist_alloc(&spa->spa_load_info, NV_UNIQUE_NAME,
529             KM_PUSHPAGE) == 0);
530
531         if (config != NULL) {
532                 nvlist_t *features;
533
534                 if (nvlist_lookup_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_FEATURES_FOR_READ,
535                     &features) == 0) {
536                         VERIFY(nvlist_dup(features, &spa->spa_label_features,
537                             0) == 0);
538                 }
539
540                 VERIFY(nvlist_dup(config, &spa->spa_config, 0) == 0);
541         }
542
543         if (spa->spa_label_features == NULL) {
544                 VERIFY(nvlist_alloc(&spa->spa_label_features, NV_UNIQUE_NAME,
545                     KM_SLEEP) == 0);
546         }
547
548         spa->spa_debug = ((zfs_flags & ZFS_DEBUG_SPA) != 0);
549
550         return (spa);
551 }
552
553 /*
554  * Removes a spa_t from the namespace, freeing up any memory used.  Requires
555  * spa_namespace_lock.  This is called only after the spa_t has been closed and
556  * deactivated.
557  */
558 void
559 spa_remove(spa_t *spa)
560 {
561         spa_config_dirent_t *dp;
562         int t;
563
564         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
565         ASSERT(spa->spa_state == POOL_STATE_UNINITIALIZED);
566
567         nvlist_free(spa->spa_config_splitting);
568
569         avl_remove(&spa_namespace_avl, spa);
570         cv_broadcast(&spa_namespace_cv);
571
572         if (spa->spa_root) {
573                 spa_strfree(spa->spa_root);
574                 spa_active_count--;
575         }
576
577         while ((dp = list_head(&spa->spa_config_list)) != NULL) {
578                 list_remove(&spa->spa_config_list, dp);
579                 if (dp->scd_path != NULL)
580                         spa_strfree(dp->scd_path);
581                 kmem_free(dp, sizeof (spa_config_dirent_t));
582         }
583
584         list_destroy(&spa->spa_config_list);
585
586         nvlist_free(spa->spa_label_features);
587         nvlist_free(spa->spa_load_info);
588         spa_config_set(spa, NULL);
589
590         refcount_destroy(&spa->spa_refcount);
591
592         spa_stats_destroy(spa);
593         spa_config_lock_destroy(spa);
594
595         for (t = 0; t < TXG_SIZE; t++)
596                 bplist_destroy(&spa->spa_free_bplist[t]);
597
598         cv_destroy(&spa->spa_async_cv);
599         cv_destroy(&spa->spa_proc_cv);
600         cv_destroy(&spa->spa_scrub_io_cv);
601         cv_destroy(&spa->spa_suspend_cv);
602
603         mutex_destroy(&spa->spa_async_lock);
604         mutex_destroy(&spa->spa_errlist_lock);
605         mutex_destroy(&spa->spa_errlog_lock);
606         mutex_destroy(&spa->spa_history_lock);
607         mutex_destroy(&spa->spa_proc_lock);
608         mutex_destroy(&spa->spa_props_lock);
609         mutex_destroy(&spa->spa_scrub_lock);
610         mutex_destroy(&spa->spa_suspend_lock);
611         mutex_destroy(&spa->spa_vdev_top_lock);
612
613         kmem_free(spa, sizeof (spa_t));
614 }
615
616 /*
617  * Given a pool, return the next pool in the namespace, or NULL if there is
618  * none.  If 'prev' is NULL, return the first pool.
619  */
620 spa_t *
621 spa_next(spa_t *prev)
622 {
623         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
624
625         if (prev)
626                 return (AVL_NEXT(&spa_namespace_avl, prev));
627         else
628                 return (avl_first(&spa_namespace_avl));
629 }
630
631 /*
632  * ==========================================================================
633  * SPA refcount functions
634  * ==========================================================================
635  */
636
637 /*
638  * Add a reference to the given spa_t.  Must have at least one reference, or
639  * have the namespace lock held.
640  */
641 void
642 spa_open_ref(spa_t *spa, void *tag)
643 {
644         ASSERT(refcount_count(&spa->spa_refcount) >= spa->spa_minref ||
645             MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
646         (void) refcount_add(&spa->spa_refcount, tag);
647 }
648
649 /*
650  * Remove a reference to the given spa_t.  Must have at least one reference, or
651  * have the namespace lock held.
652  */
653 void
654 spa_close(spa_t *spa, void *tag)
655 {
656         ASSERT(refcount_count(&spa->spa_refcount) > spa->spa_minref ||
657             MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
658         (void) refcount_remove(&spa->spa_refcount, tag);
659 }
660
661 /*
662  * Check to see if the spa refcount is zero.  Must be called with
663  * spa_namespace_lock held.  We really compare against spa_minref, which is the
664  * number of references acquired when opening a pool
665  */
666 boolean_t
667 spa_refcount_zero(spa_t *spa)
668 {
669         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
670
671         return (refcount_count(&spa->spa_refcount) == spa->spa_minref);
672 }
673
674 /*
675  * ==========================================================================
676  * SPA spare and l2cache tracking
677  * ==========================================================================
678  */
679
680 /*
681  * Hot spares and cache devices are tracked using the same code below,
682  * for 'auxiliary' devices.
683  */
684
685 typedef struct spa_aux {
686         uint64_t        aux_guid;
687         uint64_t        aux_pool;
688         avl_node_t      aux_avl;
689         int             aux_count;
690 } spa_aux_t;
691
692 static int
693 spa_aux_compare(const void *a, const void *b)
694 {
695         const spa_aux_t *sa = a;
696         const spa_aux_t *sb = b;
697
698         if (sa->aux_guid < sb->aux_guid)
699                 return (-1);
700         else if (sa->aux_guid > sb->aux_guid)
701                 return (1);
702         else
703                 return (0);
704 }
705
706 void
707 spa_aux_add(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
708 {
709         avl_index_t where;
710         spa_aux_t search;
711         spa_aux_t *aux;
712
713         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
714         if ((aux = avl_find(avl, &search, &where)) != NULL) {
715                 aux->aux_count++;
716         } else {
717                 aux = kmem_zalloc(sizeof (spa_aux_t), KM_PUSHPAGE);
718                 aux->aux_guid = vd->vdev_guid;
719                 aux->aux_count = 1;
720                 avl_insert(avl, aux, where);
721         }
722 }
723
724 void
725 spa_aux_remove(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
726 {
727         spa_aux_t search;
728         spa_aux_t *aux;
729         avl_index_t where;
730
731         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
732         aux = avl_find(avl, &search, &where);
733
734         ASSERT(aux != NULL);
735
736         if (--aux->aux_count == 0) {
737                 avl_remove(avl, aux);
738                 kmem_free(aux, sizeof (spa_aux_t));
739         } else if (aux->aux_pool == spa_guid(vd->vdev_spa)) {
740                 aux->aux_pool = 0ULL;
741         }
742 }
743
744 boolean_t
745 spa_aux_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool, int *refcnt, avl_tree_t *avl)
746 {
747         spa_aux_t search, *found;
748
749         search.aux_guid = guid;
750         found = avl_find(avl, &search, NULL);
751
752         if (pool) {
753                 if (found)
754                         *pool = found->aux_pool;
755                 else
756                         *pool = 0ULL;
757         }
758
759         if (refcnt) {
760                 if (found)
761                         *refcnt = found->aux_count;
762                 else
763                         *refcnt = 0;
764         }
765
766         return (found != NULL);
767 }
768
769 void
770 spa_aux_activate(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
771 {
772         spa_aux_t search, *found;
773         avl_index_t where;
774
775         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
776         found = avl_find(avl, &search, &where);
777         ASSERT(found != NULL);
778         ASSERT(found->aux_pool == 0ULL);
779
780         found->aux_pool = spa_guid(vd->vdev_spa);
781 }
782
783 /*
784  * Spares are tracked globally due to the following constraints:
785  *
786  *      - A spare may be part of multiple pools.
787  *      - A spare may be added to a pool even if it's actively in use within
788  *        another pool.
789  *      - A spare in use in any pool can only be the source of a replacement if
790  *        the target is a spare in the same pool.
791  *
792  * We keep track of all spares on the system through the use of a reference
793  * counted AVL tree.  When a vdev is added as a spare, or used as a replacement
794  * spare, then we bump the reference count in the AVL tree.  In addition, we set
795  * the 'vdev_isspare' member to indicate that the device is a spare (active or
796  * inactive).  When a spare is made active (used to replace a device in the
797  * pool), we also keep track of which pool its been made a part of.
798  *
799  * The 'spa_spare_lock' protects the AVL tree.  These functions are normally
800  * called under the spa_namespace lock as part of vdev reconfiguration.  The
801  * separate spare lock exists for the status query path, which does not need to
802  * be completely consistent with respect to other vdev configuration changes.
803  */
804
805 static int
806 spa_spare_compare(const void *a, const void *b)
807 {
808         return (spa_aux_compare(a, b));
809 }
810
811 void
812 spa_spare_add(vdev_t *vd)
813 {
814         mutex_enter(&spa_spare_lock);
815         ASSERT(!vd->vdev_isspare);
816         spa_aux_add(vd, &spa_spare_avl);
817         vd->vdev_isspare = B_TRUE;
818         mutex_exit(&spa_spare_lock);
819 }
820
821 void
822 spa_spare_remove(vdev_t *vd)
823 {
824         mutex_enter(&spa_spare_lock);
825         ASSERT(vd->vdev_isspare);
826         spa_aux_remove(vd, &spa_spare_avl);
827         vd->vdev_isspare = B_FALSE;
828         mutex_exit(&spa_spare_lock);
829 }
830
831 boolean_t
832 spa_spare_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool, int *refcnt)
833 {
834         boolean_t found;
835
836         mutex_enter(&spa_spare_lock);
837         found = spa_aux_exists(guid, pool, refcnt, &spa_spare_avl);
838         mutex_exit(&spa_spare_lock);
839
840         return (found);
841 }
842
843 void
844 spa_spare_activate(vdev_t *vd)
845 {
846         mutex_enter(&spa_spare_lock);
847         ASSERT(vd->vdev_isspare);
848         spa_aux_activate(vd, &spa_spare_avl);
849         mutex_exit(&spa_spare_lock);
850 }
851
852 /*
853  * Level 2 ARC devices are tracked globally for the same reasons as spares.
854  * Cache devices currently only support one pool per cache device, and so
855  * for these devices the aux reference count is currently unused beyond 1.
856  */
857
858 static int
859 spa_l2cache_compare(const void *a, const void *b)
860 {
861         return (spa_aux_compare(a, b));
862 }
863
864 void
865 spa_l2cache_add(vdev_t *vd)
866 {
867         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
868         ASSERT(!vd->vdev_isl2cache);
869         spa_aux_add(vd, &spa_l2cache_avl);
870         vd->vdev_isl2cache = B_TRUE;
871         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
872 }
873
874 void
875 spa_l2cache_remove(vdev_t *vd)
876 {
877         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
878         ASSERT(vd->vdev_isl2cache);
879         spa_aux_remove(vd, &spa_l2cache_avl);
880         vd->vdev_isl2cache = B_FALSE;
881         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
882 }
883
884 boolean_t
885 spa_l2cache_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool)
886 {
887         boolean_t found;
888
889         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
890         found = spa_aux_exists(guid, pool, NULL, &spa_l2cache_avl);
891         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
892
893         return (found);
894 }
895
896 void
897 spa_l2cache_activate(vdev_t *vd)
898 {
899         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
900         ASSERT(vd->vdev_isl2cache);
901         spa_aux_activate(vd, &spa_l2cache_avl);
902         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
903 }
904
905 /*
906  * ==========================================================================
907  * SPA vdev locking
908  * ==========================================================================
909  */
910
911 /*
912  * Lock the given spa_t for the purpose of adding or removing a vdev.
913  * Grabs the global spa_namespace_lock plus the spa config lock for writing.
914  * It returns the next transaction group for the spa_t.
915  */
916 uint64_t
917 spa_vdev_enter(spa_t *spa)
918 {
919         mutex_enter(&spa->spa_vdev_top_lock);
920         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
921         return (spa_vdev_config_enter(spa));
922 }
923
924 /*
925  * Internal implementation for spa_vdev_enter().  Used when a vdev
926  * operation requires multiple syncs (i.e. removing a device) while
927  * keeping the spa_namespace_lock held.
928  */
929 uint64_t
930 spa_vdev_config_enter(spa_t *spa)
931 {
932         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
933
934         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, spa, RW_WRITER);
935
936         return (spa_last_synced_txg(spa) + 1);
937 }
938
939 /*
940  * Used in combination with spa_vdev_config_enter() to allow the syncing
941  * of multiple transactions without releasing the spa_namespace_lock.
942  */
943 void
944 spa_vdev_config_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t txg, int error, char *tag)
945 {
946         int config_changed = B_FALSE;
947
948         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
949         ASSERT(txg > spa_last_synced_txg(spa));
950
951         spa->spa_pending_vdev = NULL;
952
953         /*
954          * Reassess the DTLs.
955          */
956         vdev_dtl_reassess(spa->spa_root_vdev, 0, 0, B_FALSE);
957
958         if (error == 0 && !list_is_empty(&spa->spa_config_dirty_list)) {
959                 config_changed = B_TRUE;
960                 spa->spa_config_generation++;
961         }
962
963         /*
964          * Verify the metaslab classes.
965          */
966         ASSERT(metaslab_class_validate(spa_normal_class(spa)) == 0);
967         ASSERT(metaslab_class_validate(spa_log_class(spa)) == 0);
968
969         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, spa);
970
971         /*
972          * Panic the system if the specified tag requires it.  This
973          * is useful for ensuring that configurations are updated
974          * transactionally.
975          */
976         if (zio_injection_enabled)
977                 zio_handle_panic_injection(spa, tag, 0);
978
979         /*
980          * Note: this txg_wait_synced() is important because it ensures
981          * that there won't be more than one config change per txg.
982          * This allows us to use the txg as the generation number.
983          */
984         if (error == 0)
985                 txg_wait_synced(spa->spa_dsl_pool, txg);
986
987         if (vd != NULL) {
988                 ASSERT(!vd->vdev_detached || vd->vdev_dtl_smo.smo_object == 0);
989                 spa_config_enter(spa, SCL_ALL, spa, RW_WRITER);
990                 vdev_free(vd);
991                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, spa);
992         }
993
994         /*
995          * If the config changed, update the config cache.
996          */
997         if (config_changed)
998                 spa_config_sync(spa, B_FALSE, B_TRUE);
999 }
1000
1001 /*
1002  * Unlock the spa_t after adding or removing a vdev.  Besides undoing the
1003  * locking of spa_vdev_enter(), we also want make sure the transactions have
1004  * synced to disk, and then update the global configuration cache with the new
1005  * information.
1006  */
1007 int
1008 spa_vdev_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t txg, int error)
1009 {
1010         spa_vdev_config_exit(spa, vd, txg, error, FTAG);
1011         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1012         mutex_exit(&spa->spa_vdev_top_lock);
1013
1014         return (error);
1015 }
1016
1017 /*
1018  * Lock the given spa_t for the purpose of changing vdev state.
1019  */
1020 void
1021 spa_vdev_state_enter(spa_t *spa, int oplocks)
1022 {
1023         int locks = SCL_STATE_ALL | oplocks;
1024
1025         /*
1026          * Root pools may need to read of the underlying devfs filesystem
1027          * when opening up a vdev.  Unfortunately if we're holding the
1028          * SCL_ZIO lock it will result in a deadlock when we try to issue
1029          * the read from the root filesystem.  Instead we "prefetch"
1030          * the associated vnodes that we need prior to opening the
1031          * underlying devices and cache them so that we can prevent
1032          * any I/O when we are doing the actual open.
1033          */
1034         if (spa_is_root(spa)) {
1035                 int low = locks & ~(SCL_ZIO - 1);
1036                 int high = locks & ~low;
1037
1038                 spa_config_enter(spa, high, spa, RW_WRITER);
1039                 vdev_hold(spa->spa_root_vdev);
1040                 spa_config_enter(spa, low, spa, RW_WRITER);
1041         } else {
1042                 spa_config_enter(spa, locks, spa, RW_WRITER);
1043         }
1044         spa->spa_vdev_locks = locks;
1045 }
1046
1047 int
1048 spa_vdev_state_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, int error)
1049 {
1050         boolean_t config_changed = B_FALSE;
1051
1052         if (vd != NULL || error == 0)
1053                 vdev_dtl_reassess(vd ? vd->vdev_top : spa->spa_root_vdev,
1054                     0, 0, B_FALSE);
1055
1056         if (vd != NULL) {
1057                 vdev_state_dirty(vd->vdev_top);
1058                 config_changed = B_TRUE;
1059                 spa->spa_config_generation++;
1060         }
1061
1062         if (spa_is_root(spa))
1063                 vdev_rele(spa->spa_root_vdev);
1064
1065         ASSERT3U(spa->spa_vdev_locks, >=, SCL_STATE_ALL);
1066         spa_config_exit(spa, spa->spa_vdev_locks, spa);
1067
1068         /*
1069          * If anything changed, wait for it to sync.  This ensures that,
1070          * from the system administrator's perspective, zpool(1M) commands
1071          * are synchronous.  This is important for things like zpool offline:
1072          * when the command completes, you expect no further I/O from ZFS.
1073          */
1074         if (vd != NULL)
1075                 txg_wait_synced(spa->spa_dsl_pool, 0);
1076
1077         /*
1078          * If the config changed, update the config cache.
1079          */
1080         if (config_changed) {
1081                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
1082                 spa_config_sync(spa, B_FALSE, B_TRUE);
1083                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1084         }
1085
1086         return (error);
1087 }
1088
1089 /*
1090  * ==========================================================================
1091  * Miscellaneous functions
1092  * ==========================================================================
1093  */
1094
1095 void
1096 spa_activate_mos_feature(spa_t *spa, const char *feature)
1097 {
1098         (void) nvlist_add_boolean(spa->spa_label_features, feature);
1099         vdev_config_dirty(spa->spa_root_vdev);
1100 }
1101
1102 void
1103 spa_deactivate_mos_feature(spa_t *spa, const char *feature)
1104 {
1105         (void) nvlist_remove_all(spa->spa_label_features, feature);
1106         vdev_config_dirty(spa->spa_root_vdev);
1107 }
1108
1109 /*
1110  * Rename a spa_t.
1111  */
1112 int
1113 spa_rename(const char *name, const char *newname)
1114 {
1115         spa_t *spa;
1116         int err;
1117
1118         /*
1119          * Lookup the spa_t and grab the config lock for writing.  We need to
1120          * actually open the pool so that we can sync out the necessary labels.
1121          * It's OK to call spa_open() with the namespace lock held because we
1122          * allow recursive calls for other reasons.
1123          */
1124         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
1125         if ((err = spa_open(name, &spa, FTAG)) != 0) {
1126                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1127                 return (err);
1128         }
1129
1130         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
1131
1132         avl_remove(&spa_namespace_avl, spa);
1133         (void) strlcpy(spa->spa_name, newname, sizeof (spa->spa_name));
1134         avl_add(&spa_namespace_avl, spa);
1135
1136         /*
1137          * Sync all labels to disk with the new names by marking the root vdev
1138          * dirty and waiting for it to sync.  It will pick up the new pool name
1139          * during the sync.
1140          */
1141         vdev_config_dirty(spa->spa_root_vdev);
1142
1143         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
1144
1145         txg_wait_synced(spa->spa_dsl_pool, 0);
1146
1147         /*
1148          * Sync the updated config cache.
1149          */
1150         spa_config_sync(spa, B_FALSE, B_TRUE);
1151
1152         spa_close(spa, FTAG);
1153
1154         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1155
1156         return (0);
1157 }
1158
1159 /*
1160  * Return the spa_t associated with given pool_guid, if it exists.  If
1161  * device_guid is non-zero, determine whether the pool exists *and* contains
1162  * a device with the specified device_guid.
1163  */
1164 spa_t *
1165 spa_by_guid(uint64_t pool_guid, uint64_t device_guid)
1166 {
1167         spa_t *spa;
1168         avl_tree_t *t = &spa_namespace_avl;
1169
1170         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
1171
1172         for (spa = avl_first(t); spa != NULL; spa = AVL_NEXT(t, spa)) {
1173                 if (spa->spa_state == POOL_STATE_UNINITIALIZED)
1174                         continue;
1175                 if (spa->spa_root_vdev == NULL)
1176                         continue;
1177                 if (spa_guid(spa) == pool_guid) {
1178                         if (device_guid == 0)
1179                                 break;
1180
1181                         if (vdev_lookup_by_guid(spa->spa_root_vdev,
1182                             device_guid) != NULL)
1183                                 break;
1184
1185                         /*
1186                          * Check any devices we may be in the process of adding.
1187                          */
1188                         if (spa->spa_pending_vdev) {
1189                                 if (vdev_lookup_by_guid(spa->spa_pending_vdev,
1190                                     device_guid) != NULL)
1191                                         break;
1192                         }
1193                 }
1194         }
1195
1196         return (spa);
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Determine whether a pool with the given pool_guid exists.
1201  */
1202 boolean_t
1203 spa_guid_exists(uint64_t pool_guid, uint64_t device_guid)
1204 {
1205         return (spa_by_guid(pool_guid, device_guid) != NULL);
1206 }
1207
1208 char *
1209 spa_strdup(const char *s)
1210 {
1211         size_t len;
1212         char *new;
1213
1214         len = strlen(s);
1215         new = kmem_alloc(len + 1, KM_PUSHPAGE);
1216         bcopy(s, new, len);
1217         new[len] = '\0';
1218
1219         return (new);
1220 }
1221
1222 void
1223 spa_strfree(char *s)
1224 {
1225         kmem_free(s, strlen(s) + 1);
1226 }
1227
1228 uint64_t
1229 spa_get_random(uint64_t range)
1230 {
1231         uint64_t r;
1232
1233         ASSERT(range != 0);
1234
1235         (void) random_get_pseudo_bytes((void *)&r, sizeof (uint64_t));
1236
1237         return (r % range);
1238 }
1239
1240 uint64_t
1241 spa_generate_guid(spa_t *spa)
1242 {
1243         uint64_t guid = spa_get_random(-1ULL);
1244
1245         if (spa != NULL) {
1246                 while (guid == 0 || spa_guid_exists(spa_guid(spa), guid))
1247                         guid = spa_get_random(-1ULL);
1248         } else {
1249                 while (guid == 0 || spa_guid_exists(guid, 0))
1250                         guid = spa_get_random(-1ULL);
1251         }
1252
1253         return (guid);
1254 }
1255
1256 void
1257 sprintf_blkptr(char *buf, const blkptr_t *bp)
1258 {
1259         char type[256];
1260         char *checksum = NULL;
1261         char *compress = NULL;
1262
1263         if (bp != NULL) {
1264                 if (BP_GET_TYPE(bp) & DMU_OT_NEWTYPE) {
1265                         dmu_object_byteswap_t bswap =
1266                             DMU_OT_BYTESWAP(BP_GET_TYPE(bp));
1267                         (void) snprintf(type, sizeof (type), "bswap %s %s",
1268                             DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) ?
1269                             "metadata" : "data",
1270                             dmu_ot_byteswap[bswap].ob_name);
1271                 } else {
1272                         (void) strlcpy(type, dmu_ot[BP_GET_TYPE(bp)].ot_name,
1273                             sizeof (type));
1274                 }
1275                 checksum = zio_checksum_table[BP_GET_CHECKSUM(bp)].ci_name;
1276                 compress = zio_compress_table[BP_GET_COMPRESS(bp)].ci_name;
1277         }
1278
1279         SPRINTF_BLKPTR(snprintf, ' ', buf, bp, type, checksum, compress);
1280 }
1281
1282 void
1283 spa_freeze(spa_t *spa)
1284 {
1285         uint64_t freeze_txg = 0;
1286
1287         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
1288         if (spa->spa_freeze_txg == UINT64_MAX) {
1289                 freeze_txg = spa_last_synced_txg(spa) + TXG_SIZE;
1290                 spa->spa_freeze_txg = freeze_txg;
1291         }
1292         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
1293         if (freeze_txg != 0)
1294                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), freeze_txg);
1295 }
1296
1297 /*
1298  * This is a stripped-down version of strtoull, suitable only for converting
1299  * lowercase hexadecimal numbers that don't overflow.
1300  */
1301 uint64_t
1302 strtonum(const char *str, char **nptr)
1303 {
1304         uint64_t val = 0;
1305         char c;
1306         int digit;
1307
1308         while ((c = *str) != '\0') {
1309                 if (c >= '0' && c <= '9')
1310                         digit = c - '0';
1311                 else if (c >= 'a' && c <= 'f')
1312                         digit = 10 + c - 'a';
1313                 else
1314                         break;
1315
1316                 val *= 16;
1317                 val += digit;
1318
1319                 str++;
1320         }
1321
1322         if (nptr)
1323                 *nptr = (char *)str;
1324
1325         return (val);
1326 }
1327
1328 /*
1329  * ==========================================================================
1330  * Accessor functions
1331  * ==========================================================================
1332  */
1333
1334 boolean_t
1335 spa_shutting_down(spa_t *spa)
1336 {
1337         return (spa->spa_async_suspended);
1338 }
1339
1340 dsl_pool_t *
1341 spa_get_dsl(spa_t *spa)
1342 {
1343         return (spa->spa_dsl_pool);
1344 }
1345
1346 boolean_t
1347 spa_is_initializing(spa_t *spa)
1348 {
1349         return (spa->spa_is_initializing);
1350 }
1351
1352 blkptr_t *
1353 spa_get_rootblkptr(spa_t *spa)
1354 {
1355         return (&spa->spa_ubsync.ub_rootbp);
1356 }
1357
1358 void
1359 spa_set_rootblkptr(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
1360 {
1361         spa->spa_uberblock.ub_rootbp = *bp;
1362 }
1363
1364 void
1365 spa_altroot(spa_t *spa, char *buf, size_t buflen)
1366 {
1367         if (spa->spa_root == NULL)
1368                 buf[0] = '\0';
1369         else
1370                 (void) strncpy(buf, spa->spa_root, buflen);
1371 }
1372
1373 int
1374 spa_sync_pass(spa_t *spa)
1375 {
1376         return (spa->spa_sync_pass);
1377 }
1378
1379 char *
1380 spa_name(spa_t *spa)
1381 {
1382         return (spa->spa_name);
1383 }
1384
1385 uint64_t
1386 spa_guid(spa_t *spa)
1387 {
1388         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
1389         uint64_t guid;
1390
1391         /*
1392          * If we fail to parse the config during spa_load(), we can go through
1393          * the error path (which posts an ereport) and end up here with no root
1394          * vdev.  We stash the original pool guid in 'spa_config_guid' to handle
1395          * this case.
1396          */
1397         if (spa->spa_root_vdev == NULL)
1398                 return (spa->spa_config_guid);
1399
1400         guid = spa->spa_last_synced_guid != 0 ?
1401             spa->spa_last_synced_guid : spa->spa_root_vdev->vdev_guid;
1402
1403         /*
1404          * Return the most recently synced out guid unless we're
1405          * in syncing context.
1406          */
1407         if (dp && dsl_pool_sync_context(dp))
1408                 return (spa->spa_root_vdev->vdev_guid);
1409         else
1410                 return (guid);
1411 }
1412
1413 uint64_t
1414 spa_load_guid(spa_t *spa)
1415 {
1416         /*
1417          * This is a GUID that exists solely as a reference for the
1418          * purposes of the arc.  It is generated at load time, and
1419          * is never written to persistent storage.
1420          */
1421         return (spa->spa_load_guid);
1422 }
1423
1424 uint64_t
1425 spa_last_synced_txg(spa_t *spa)
1426 {
1427         return (spa->spa_ubsync.ub_txg);
1428 }
1429
1430 uint64_t
1431 spa_first_txg(spa_t *spa)
1432 {
1433         return (spa->spa_first_txg);
1434 }
1435
1436 uint64_t
1437 spa_syncing_txg(spa_t *spa)
1438 {
1439         return (spa->spa_syncing_txg);
1440 }
1441
1442 pool_state_t
1443 spa_state(spa_t *spa)
1444 {
1445         return (spa->spa_state);
1446 }
1447
1448 spa_load_state_t
1449 spa_load_state(spa_t *spa)
1450 {
1451         return (spa->spa_load_state);
1452 }
1453
1454 uint64_t
1455 spa_freeze_txg(spa_t *spa)
1456 {
1457         return (spa->spa_freeze_txg);
1458 }
1459
1460 /* ARGSUSED */
1461 uint64_t
1462 spa_get_asize(spa_t *spa, uint64_t lsize)
1463 {
1464         return (lsize * spa_asize_inflation);
1465 }
1466
1467 uint64_t
1468 spa_get_dspace(spa_t *spa)
1469 {
1470         return (spa->spa_dspace);
1471 }
1472
1473 void
1474 spa_update_dspace(spa_t *spa)
1475 {
1476         spa->spa_dspace = metaslab_class_get_dspace(spa_normal_class(spa)) +
1477             ddt_get_dedup_dspace(spa);
1478 }
1479
1480 /*
1481  * Return the failure mode that has been set to this pool. The default
1482  * behavior will be to block all I/Os when a complete failure occurs.
1483  */
1484 uint8_t
1485 spa_get_failmode(spa_t *spa)
1486 {
1487         return (spa->spa_failmode);
1488 }
1489
1490 boolean_t
1491 spa_suspended(spa_t *spa)
1492 {
1493         return (spa->spa_suspended);
1494 }
1495
1496 uint64_t
1497 spa_version(spa_t *spa)
1498 {
1499         return (spa->spa_ubsync.ub_version);
1500 }
1501
1502 boolean_t
1503 spa_deflate(spa_t *spa)
1504 {
1505         return (spa->spa_deflate);
1506 }
1507
1508 metaslab_class_t *
1509 spa_normal_class(spa_t *spa)
1510 {
1511         return (spa->spa_normal_class);
1512 }
1513
1514 metaslab_class_t *
1515 spa_log_class(spa_t *spa)
1516 {
1517         return (spa->spa_log_class);
1518 }
1519
1520 int
1521 spa_max_replication(spa_t *spa)
1522 {
1523         /*
1524          * As of SPA_VERSION == SPA_VERSION_DITTO_BLOCKS, we are able to
1525          * handle BPs with more than one DVA allocated.  Set our max
1526          * replication level accordingly.
1527          */
1528         if (spa_version(spa) < SPA_VERSION_DITTO_BLOCKS)
1529                 return (1);
1530         return (MIN(SPA_DVAS_PER_BP, spa_max_replication_override));
1531 }
1532
1533 int
1534 spa_prev_software_version(spa_t *spa)
1535 {
1536         return (spa->spa_prev_software_version);
1537 }
1538
1539 uint64_t
1540 spa_deadman_synctime(spa_t *spa)
1541 {
1542         return (spa->spa_deadman_synctime);
1543 }
1544
1545 uint64_t
1546 dva_get_dsize_sync(spa_t *spa, const dva_t *dva)
1547 {
1548         uint64_t asize = DVA_GET_ASIZE(dva);
1549         uint64_t dsize = asize;
1550
1551         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1552
1553         if (asize != 0 && spa->spa_deflate) {
1554                 vdev_t *vd = vdev_lookup_top(spa, DVA_GET_VDEV(dva));
1555                 dsize = (asize >> SPA_MINBLOCKSHIFT) * vd->vdev_deflate_ratio;
1556         }
1557
1558         return (dsize);
1559 }
1560
1561 uint64_t
1562 bp_get_dsize_sync(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
1563 {
1564         uint64_t dsize = 0;
1565         int d;
1566
1567         for (d = 0; d < SPA_DVAS_PER_BP; d++)
1568                 dsize += dva_get_dsize_sync(spa, &bp->blk_dva[d]);
1569
1570         return (dsize);
1571 }
1572
1573 uint64_t
1574 bp_get_dsize(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
1575 {
1576         uint64_t dsize = 0;
1577         int d;
1578
1579         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
1580
1581         for (d = 0; d < SPA_DVAS_PER_BP; d++)
1582                 dsize += dva_get_dsize_sync(spa, &bp->blk_dva[d]);
1583
1584         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
1585
1586         return (dsize);
1587 }
1588
1589 /*
1590  * ==========================================================================
1591  * Initialization and Termination
1592  * ==========================================================================
1593  */
1594
1595 static int
1596 spa_name_compare(const void *a1, const void *a2)
1597 {
1598         const spa_t *s1 = a1;
1599         const spa_t *s2 = a2;
1600         int s;
1601
1602         s = strcmp(s1->spa_name, s2->spa_name);
1603         if (s > 0)
1604                 return (1);
1605         if (s < 0)
1606                 return (-1);
1607         return (0);
1608 }
1609
1610 void
1611 spa_boot_init(void)
1612 {
1613         spa_config_load();
1614 }
1615
1616 void
1617 spa_init(int mode)
1618 {
1619         mutex_init(&spa_namespace_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1620         mutex_init(&spa_spare_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1621         mutex_init(&spa_l2cache_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1622         cv_init(&spa_namespace_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
1623
1624         avl_create(&spa_namespace_avl, spa_name_compare, sizeof (spa_t),
1625             offsetof(spa_t, spa_avl));
1626
1627         avl_create(&spa_spare_avl, spa_spare_compare, sizeof (spa_aux_t),
1628             offsetof(spa_aux_t, aux_avl));
1629
1630         avl_create(&spa_l2cache_avl, spa_l2cache_compare, sizeof (spa_aux_t),
1631             offsetof(spa_aux_t, aux_avl));
1632
1633         spa_mode_global = mode;
1634
1635 #ifndef _KERNEL
1636         if (spa_mode_global != FREAD && dprintf_find_string("watch")) {
1637                 struct sigaction sa;
1638
1639                 sa.sa_flags = SA_SIGINFO;
1640                 sigemptyset(&sa.sa_mask);
1641                 sa.sa_sigaction = arc_buf_sigsegv;
1642
1643                 if (sigaction(SIGSEGV, &sa, NULL) == -1) {
1644                         perror("could not enable watchpoints: "
1645                             "sigaction(SIGSEGV, ...) = ");
1646                 } else {
1647                         arc_watch = B_TRUE;
1648                 }
1649         }
1650 #endif
1651
1652         fm_init();
1653         refcount_init();
1654         unique_init();
1655         space_map_init();
1656         zio_init();
1657         dmu_init();
1658         zil_init();
1659         vdev_cache_stat_init();
1660         zfs_prop_init();
1661         zpool_prop_init();
1662         zpool_feature_init();
1663         spa_config_load();
1664         l2arc_start();
1665 }
1666
1667 void
1668 spa_fini(void)
1669 {
1670         l2arc_stop();
1671
1672         spa_evict_all();
1673
1674         vdev_cache_stat_fini();
1675         zil_fini();
1676         dmu_fini();
1677         zio_fini();
1678         space_map_fini();
1679         unique_fini();
1680         refcount_fini();
1681         fm_fini();
1682
1683         avl_destroy(&spa_namespace_avl);
1684         avl_destroy(&spa_spare_avl);
1685         avl_destroy(&spa_l2cache_avl);
1686
1687         cv_destroy(&spa_namespace_cv);
1688         mutex_destroy(&spa_namespace_lock);
1689         mutex_destroy(&spa_spare_lock);
1690         mutex_destroy(&spa_l2cache_lock);
1691 }
1692
1693 /*
1694  * Return whether this pool has slogs. No locking needed.
1695  * It's not a problem if the wrong answer is returned as it's only for
1696  * performance and not correctness
1697  */
1698 boolean_t
1699 spa_has_slogs(spa_t *spa)
1700 {
1701         return (spa->spa_log_class->mc_rotor != NULL);
1702 }
1703
1704 spa_log_state_t
1705 spa_get_log_state(spa_t *spa)
1706 {
1707         return (spa->spa_log_state);
1708 }
1709
1710 void
1711 spa_set_log_state(spa_t *spa, spa_log_state_t state)
1712 {
1713         spa->spa_log_state = state;
1714 }
1715
1716 boolean_t
1717 spa_is_root(spa_t *spa)
1718 {
1719         return (spa->spa_is_root);
1720 }
1721
1722 boolean_t
1723 spa_writeable(spa_t *spa)
1724 {
1725         return (!!(spa->spa_mode & FWRITE));
1726 }
1727
1728 int
1729 spa_mode(spa_t *spa)
1730 {
1731         return (spa->spa_mode);
1732 }
1733
1734 uint64_t
1735 spa_bootfs(spa_t *spa)
1736 {
1737         return (spa->spa_bootfs);
1738 }
1739
1740 uint64_t
1741 spa_delegation(spa_t *spa)
1742 {
1743         return (spa->spa_delegation);
1744 }
1745
1746 objset_t *
1747 spa_meta_objset(spa_t *spa)
1748 {
1749         return (spa->spa_meta_objset);
1750 }
1751
1752 enum zio_checksum
1753 spa_dedup_checksum(spa_t *spa)
1754 {
1755         return (spa->spa_dedup_checksum);
1756 }
1757
1758 /*
1759  * Reset pool scan stat per scan pass (or reboot).
1760  */
1761 void
1762 spa_scan_stat_init(spa_t *spa)
1763 {
1764         /* data not stored on disk */
1765         spa->spa_scan_pass_start = gethrestime_sec();
1766         spa->spa_scan_pass_exam = 0;
1767         vdev_scan_stat_init(spa->spa_root_vdev);
1768 }
1769
1770 /*
1771  * Get scan stats for zpool status reports
1772  */
1773 int
1774 spa_scan_get_stats(spa_t *spa, pool_scan_stat_t *ps)
1775 {
1776         dsl_scan_t *scn = spa->spa_dsl_pool ? spa->spa_dsl_pool->dp_scan : NULL;
1777
1778         if (scn == NULL || scn->scn_phys.scn_func == POOL_SCAN_NONE)
1779                 return (SET_ERROR(ENOENT));
1780         bzero(ps, sizeof (pool_scan_stat_t));
1781
1782         /* data stored on disk */
1783         ps->pss_func = scn->scn_phys.scn_func;
1784         ps->pss_start_time = scn->scn_phys.scn_start_time;
1785         ps->pss_end_time = scn->scn_phys.scn_end_time;
1786         ps->pss_to_examine = scn->scn_phys.scn_to_examine;
1787         ps->pss_examined = scn->scn_phys.scn_examined;
1788         ps->pss_to_process = scn->scn_phys.scn_to_process;
1789         ps->pss_processed = scn->scn_phys.scn_processed;
1790         ps->pss_errors = scn->scn_phys.scn_errors;
1791         ps->pss_state = scn->scn_phys.scn_state;
1792
1793         /* data not stored on disk */
1794         ps->pss_pass_start = spa->spa_scan_pass_start;
1795         ps->pss_pass_exam = spa->spa_scan_pass_exam;
1796
1797         return (0);
1798 }
1799
1800 boolean_t
1801 spa_debug_enabled(spa_t *spa)
1802 {
1803         return (spa->spa_debug);
1804 }
1805
1806 #if defined(_KERNEL) && defined(HAVE_SPL)
1807 /* Namespace manipulation */
1808 EXPORT_SYMBOL(spa_lookup);
1809 EXPORT_SYMBOL(spa_add);
1810 EXPORT_SYMBOL(spa_remove);
1811 EXPORT_SYMBOL(spa_next);
1812
1813 /* Refcount functions */
1814 EXPORT_SYMBOL(spa_open_ref);
1815 EXPORT_SYMBOL(spa_close);
1816 EXPORT_SYMBOL(spa_refcount_zero);
1817
1818 /* Pool configuration lock */
1819 EXPORT_SYMBOL(spa_config_tryenter);
1820 EXPORT_SYMBOL(spa_config_enter);
1821 EXPORT_SYMBOL(spa_config_exit);
1822 EXPORT_SYMBOL(spa_config_held);
1823
1824 /* Pool vdev add/remove lock */
1825 EXPORT_SYMBOL(spa_vdev_enter);
1826 EXPORT_SYMBOL(spa_vdev_exit);
1827
1828 /* Pool vdev state change lock */
1829 EXPORT_SYMBOL(spa_vdev_state_enter);
1830 EXPORT_SYMBOL(spa_vdev_state_exit);
1831
1832 /* Accessor functions */
1833 EXPORT_SYMBOL(spa_shutting_down);
1834 EXPORT_SYMBOL(spa_get_dsl);
1835 EXPORT_SYMBOL(spa_get_rootblkptr);
1836 EXPORT_SYMBOL(spa_set_rootblkptr);
1837 EXPORT_SYMBOL(spa_altroot);
1838 EXPORT_SYMBOL(spa_sync_pass);
1839 EXPORT_SYMBOL(spa_name);
1840 EXPORT_SYMBOL(spa_guid);
1841 EXPORT_SYMBOL(spa_last_synced_txg);
1842 EXPORT_SYMBOL(spa_first_txg);
1843 EXPORT_SYMBOL(spa_syncing_txg);
1844 EXPORT_SYMBOL(spa_version);
1845 EXPORT_SYMBOL(spa_state);
1846 EXPORT_SYMBOL(spa_load_state);
1847 EXPORT_SYMBOL(spa_freeze_txg);
1848 EXPORT_SYMBOL(spa_get_asize);
1849 EXPORT_SYMBOL(spa_get_dspace);
1850 EXPORT_SYMBOL(spa_update_dspace);
1851 EXPORT_SYMBOL(spa_deflate);
1852 EXPORT_SYMBOL(spa_normal_class);
1853 EXPORT_SYMBOL(spa_log_class);
1854 EXPORT_SYMBOL(spa_max_replication);
1855 EXPORT_SYMBOL(spa_prev_software_version);
1856 EXPORT_SYMBOL(spa_get_failmode);
1857 EXPORT_SYMBOL(spa_suspended);
1858 EXPORT_SYMBOL(spa_bootfs);
1859 EXPORT_SYMBOL(spa_delegation);
1860 EXPORT_SYMBOL(spa_meta_objset);
1861
1862 /* Miscellaneous support routines */
1863 EXPORT_SYMBOL(spa_rename);
1864 EXPORT_SYMBOL(spa_guid_exists);
1865 EXPORT_SYMBOL(spa_strdup);
1866 EXPORT_SYMBOL(spa_strfree);
1867 EXPORT_SYMBOL(spa_get_random);
1868 EXPORT_SYMBOL(spa_generate_guid);
1869 EXPORT_SYMBOL(sprintf_blkptr);
1870 EXPORT_SYMBOL(spa_freeze);
1871 EXPORT_SYMBOL(spa_upgrade);
1872 EXPORT_SYMBOL(spa_evict_all);
1873 EXPORT_SYMBOL(spa_lookup_by_guid);
1874 EXPORT_SYMBOL(spa_has_spare);
1875 EXPORT_SYMBOL(dva_get_dsize_sync);
1876 EXPORT_SYMBOL(bp_get_dsize_sync);
1877 EXPORT_SYMBOL(bp_get_dsize);
1878 EXPORT_SYMBOL(spa_has_slogs);
1879 EXPORT_SYMBOL(spa_is_root);
1880 EXPORT_SYMBOL(spa_writeable);
1881 EXPORT_SYMBOL(spa_mode);
1882
1883 EXPORT_SYMBOL(spa_namespace_lock);
1884
1885 module_param(zfs_deadman_synctime_ms, ulong, 0644);
1886 MODULE_PARM_DESC(zfs_deadman_synctime_ms,"Expiration time in milliseconds");
1887
1888 module_param(zfs_deadman_enabled, int, 0644);
1889 MODULE_PARM_DESC(zfs_deadman_enabled, "Enable deadman timer");
1890
1891 module_param(spa_asize_inflation, int, 0644);
1892 MODULE_PARM_DESC(spa_asize_inflation,
1893     "SPA size estimate multiplication factor");
1894 #endif