]> granicus.if.org Git - zfs/blob - module/zfs/spa_misc.c
Illumos #3742
[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 units of zfs_txg_synctime_ms. This value has two
242  * meanings. First it is used to determine when the spa_deadman logic
243  * should fire. By default the spa_deadman will fire if spa_sync has
244  * not completed in 1000 * zfs_txg_synctime_ms (i.e. 1000 seconds).
245  * Secondly, the value determines if an I/O is considered "hung".
246  * Any I/O that has not completed in zfs_deadman_synctime is considered
247  * "hung" resulting in a zevent being posted.
248  * 1000 zfs_txg_synctime_ms (i.e. 1000 seconds).
249  */
250 unsigned long zfs_deadman_synctime = 1000ULL;
251
252 /*
253  * By default the deadman is enabled.
254  */
255 int zfs_deadman_enabled = 1;
256
257 /*
258  * ==========================================================================
259  * SPA config locking
260  * ==========================================================================
261  */
262 static void
263 spa_config_lock_init(spa_t *spa)
264 {
265         int i;
266
267         for (i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
268                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
269                 mutex_init(&scl->scl_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
270                 cv_init(&scl->scl_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
271                 refcount_create_untracked(&scl->scl_count);
272                 scl->scl_writer = NULL;
273                 scl->scl_write_wanted = 0;
274         }
275 }
276
277 static void
278 spa_config_lock_destroy(spa_t *spa)
279 {
280         int i;
281
282         for (i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
283                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
284                 mutex_destroy(&scl->scl_lock);
285                 cv_destroy(&scl->scl_cv);
286                 refcount_destroy(&scl->scl_count);
287                 ASSERT(scl->scl_writer == NULL);
288                 ASSERT(scl->scl_write_wanted == 0);
289         }
290 }
291
292 int
293 spa_config_tryenter(spa_t *spa, int locks, void *tag, krw_t rw)
294 {
295         int i;
296
297         for (i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
298                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
299                 if (!(locks & (1 << i)))
300                         continue;
301                 mutex_enter(&scl->scl_lock);
302                 if (rw == RW_READER) {
303                         if (scl->scl_writer || scl->scl_write_wanted) {
304                                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
305                                 spa_config_exit(spa, locks ^ (1 << i), tag);
306                                 return (0);
307                         }
308                 } else {
309                         ASSERT(scl->scl_writer != curthread);
310                         if (!refcount_is_zero(&scl->scl_count)) {
311                                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
312                                 spa_config_exit(spa, locks ^ (1 << i), tag);
313                                 return (0);
314                         }
315                         scl->scl_writer = curthread;
316                 }
317                 (void) refcount_add(&scl->scl_count, tag);
318                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
319         }
320         return (1);
321 }
322
323 void
324 spa_config_enter(spa_t *spa, int locks, void *tag, krw_t rw)
325 {
326         int wlocks_held = 0;
327         int i;
328
329         ASSERT3U(SCL_LOCKS, <, sizeof (wlocks_held) * NBBY);
330
331         for (i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
332                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
333                 if (scl->scl_writer == curthread)
334                         wlocks_held |= (1 << i);
335                 if (!(locks & (1 << i)))
336                         continue;
337                 mutex_enter(&scl->scl_lock);
338                 if (rw == RW_READER) {
339                         while (scl->scl_writer || scl->scl_write_wanted) {
340                                 cv_wait(&scl->scl_cv, &scl->scl_lock);
341                         }
342                 } else {
343                         ASSERT(scl->scl_writer != curthread);
344                         while (!refcount_is_zero(&scl->scl_count)) {
345                                 scl->scl_write_wanted++;
346                                 cv_wait(&scl->scl_cv, &scl->scl_lock);
347                                 scl->scl_write_wanted--;
348                         }
349                         scl->scl_writer = curthread;
350                 }
351                 (void) refcount_add(&scl->scl_count, tag);
352                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
353         }
354         ASSERT(wlocks_held <= locks);
355 }
356
357 void
358 spa_config_exit(spa_t *spa, int locks, void *tag)
359 {
360         int i;
361
362         for (i = SCL_LOCKS - 1; i >= 0; i--) {
363                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
364                 if (!(locks & (1 << i)))
365                         continue;
366                 mutex_enter(&scl->scl_lock);
367                 ASSERT(!refcount_is_zero(&scl->scl_count));
368                 if (refcount_remove(&scl->scl_count, tag) == 0) {
369                         ASSERT(scl->scl_writer == NULL ||
370                             scl->scl_writer == curthread);
371                         scl->scl_writer = NULL; /* OK in either case */
372                         cv_broadcast(&scl->scl_cv);
373                 }
374                 mutex_exit(&scl->scl_lock);
375         }
376 }
377
378 int
379 spa_config_held(spa_t *spa, int locks, krw_t rw)
380 {
381         int i, locks_held = 0;
382
383         for (i = 0; i < SCL_LOCKS; i++) {
384                 spa_config_lock_t *scl = &spa->spa_config_lock[i];
385                 if (!(locks & (1 << i)))
386                         continue;
387                 if ((rw == RW_READER && !refcount_is_zero(&scl->scl_count)) ||
388                     (rw == RW_WRITER && scl->scl_writer == curthread))
389                         locks_held |= 1 << i;
390         }
391
392         return (locks_held);
393 }
394
395 /*
396  * ==========================================================================
397  * SPA namespace functions
398  * ==========================================================================
399  */
400
401 /*
402  * Lookup the named spa_t in the AVL tree.  The spa_namespace_lock must be held.
403  * Returns NULL if no matching spa_t is found.
404  */
405 spa_t *
406 spa_lookup(const char *name)
407 {
408         static spa_t search;    /* spa_t is large; don't allocate on stack */
409         spa_t *spa;
410         avl_index_t where;
411         char *cp;
412
413         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
414
415         (void) strlcpy(search.spa_name, name, sizeof (search.spa_name));
416
417         /*
418          * If it's a full dataset name, figure out the pool name and
419          * just use that.
420          */
421         cp = strpbrk(search.spa_name, "/@");
422         if (cp != NULL)
423                 *cp = '\0';
424
425         spa = avl_find(&spa_namespace_avl, &search, &where);
426
427         return (spa);
428 }
429
430 /*
431  * Fires when spa_sync has not completed within zfs_deadman_synctime_ms.
432  * If the zfs_deadman_enabled flag is set then it inspects all vdev queues
433  * looking for potentially hung I/Os.
434  */
435 void
436 spa_deadman(void *arg)
437 {
438         spa_t *spa = arg;
439
440         zfs_dbgmsg("slow spa_sync: started %llu seconds ago, calls %llu",
441             (gethrtime() - spa->spa_sync_starttime) / NANOSEC,
442             ++spa->spa_deadman_calls);
443         if (zfs_deadman_enabled)
444                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev);
445
446         spa->spa_deadman_tqid = taskq_dispatch_delay(system_taskq,
447             spa_deadman, spa, TQ_PUSHPAGE, ddi_get_lbolt() +
448             NSEC_TO_TICK(spa->spa_deadman_synctime));
449 }
450
451 /*
452  * Create an uninitialized spa_t with the given name.  Requires
453  * spa_namespace_lock.  The caller must ensure that the spa_t doesn't already
454  * exist by calling spa_lookup() first.
455  */
456 spa_t *
457 spa_add(const char *name, nvlist_t *config, const char *altroot)
458 {
459         spa_t *spa;
460         spa_config_dirent_t *dp;
461         int t;
462
463         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
464
465         spa = kmem_zalloc(sizeof (spa_t), KM_PUSHPAGE | KM_NODEBUG);
466
467         mutex_init(&spa->spa_async_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
468         mutex_init(&spa->spa_errlist_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
469         mutex_init(&spa->spa_errlog_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
470         mutex_init(&spa->spa_history_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
471         mutex_init(&spa->spa_proc_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
472         mutex_init(&spa->spa_props_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
473         mutex_init(&spa->spa_scrub_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
474         mutex_init(&spa->spa_suspend_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
475         mutex_init(&spa->spa_vdev_top_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
476
477         cv_init(&spa->spa_async_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
478         cv_init(&spa->spa_proc_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
479         cv_init(&spa->spa_scrub_io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
480         cv_init(&spa->spa_suspend_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
481
482         for (t = 0; t < TXG_SIZE; t++)
483                 bplist_create(&spa->spa_free_bplist[t]);
484
485         (void) strlcpy(spa->spa_name, name, sizeof (spa->spa_name));
486         spa->spa_state = POOL_STATE_UNINITIALIZED;
487         spa->spa_freeze_txg = UINT64_MAX;
488         spa->spa_final_txg = UINT64_MAX;
489         spa->spa_load_max_txg = UINT64_MAX;
490         spa->spa_proc = &p0;
491         spa->spa_proc_state = SPA_PROC_NONE;
492
493         spa->spa_deadman_synctime = MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime *
494             zfs_txg_synctime_ms);
495
496         refcount_create(&spa->spa_refcount);
497         spa_config_lock_init(spa);
498         spa_stats_init(spa);
499
500         avl_add(&spa_namespace_avl, spa);
501
502         /*
503          * Set the alternate root, if there is one.
504          */
505         if (altroot) {
506                 spa->spa_root = spa_strdup(altroot);
507                 spa_active_count++;
508         }
509
510         /*
511          * Every pool starts with the default cachefile
512          */
513         list_create(&spa->spa_config_list, sizeof (spa_config_dirent_t),
514             offsetof(spa_config_dirent_t, scd_link));
515
516         dp = kmem_zalloc(sizeof (spa_config_dirent_t), KM_PUSHPAGE);
517         dp->scd_path = altroot ? NULL : spa_strdup(spa_config_path);
518         list_insert_head(&spa->spa_config_list, dp);
519
520         VERIFY(nvlist_alloc(&spa->spa_load_info, NV_UNIQUE_NAME,
521             KM_PUSHPAGE) == 0);
522
523         if (config != NULL) {
524                 nvlist_t *features;
525
526                 if (nvlist_lookup_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_FEATURES_FOR_READ,
527                     &features) == 0) {
528                         VERIFY(nvlist_dup(features, &spa->spa_label_features,
529                             0) == 0);
530                 }
531
532                 VERIFY(nvlist_dup(config, &spa->spa_config, 0) == 0);
533         }
534
535         if (spa->spa_label_features == NULL) {
536                 VERIFY(nvlist_alloc(&spa->spa_label_features, NV_UNIQUE_NAME,
537                     KM_SLEEP) == 0);
538         }
539
540         spa->spa_debug = ((zfs_flags & ZFS_DEBUG_SPA) != 0);
541
542         return (spa);
543 }
544
545 /*
546  * Removes a spa_t from the namespace, freeing up any memory used.  Requires
547  * spa_namespace_lock.  This is called only after the spa_t has been closed and
548  * deactivated.
549  */
550 void
551 spa_remove(spa_t *spa)
552 {
553         spa_config_dirent_t *dp;
554         int t;
555
556         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
557         ASSERT(spa->spa_state == POOL_STATE_UNINITIALIZED);
558
559         nvlist_free(spa->spa_config_splitting);
560
561         avl_remove(&spa_namespace_avl, spa);
562         cv_broadcast(&spa_namespace_cv);
563
564         if (spa->spa_root) {
565                 spa_strfree(spa->spa_root);
566                 spa_active_count--;
567         }
568
569         while ((dp = list_head(&spa->spa_config_list)) != NULL) {
570                 list_remove(&spa->spa_config_list, dp);
571                 if (dp->scd_path != NULL)
572                         spa_strfree(dp->scd_path);
573                 kmem_free(dp, sizeof (spa_config_dirent_t));
574         }
575
576         list_destroy(&spa->spa_config_list);
577
578         nvlist_free(spa->spa_label_features);
579         nvlist_free(spa->spa_load_info);
580         spa_config_set(spa, NULL);
581
582         refcount_destroy(&spa->spa_refcount);
583
584         spa_stats_destroy(spa);
585         spa_config_lock_destroy(spa);
586
587         for (t = 0; t < TXG_SIZE; t++)
588                 bplist_destroy(&spa->spa_free_bplist[t]);
589
590         cv_destroy(&spa->spa_async_cv);
591         cv_destroy(&spa->spa_proc_cv);
592         cv_destroy(&spa->spa_scrub_io_cv);
593         cv_destroy(&spa->spa_suspend_cv);
594
595         mutex_destroy(&spa->spa_async_lock);
596         mutex_destroy(&spa->spa_errlist_lock);
597         mutex_destroy(&spa->spa_errlog_lock);
598         mutex_destroy(&spa->spa_history_lock);
599         mutex_destroy(&spa->spa_proc_lock);
600         mutex_destroy(&spa->spa_props_lock);
601         mutex_destroy(&spa->spa_scrub_lock);
602         mutex_destroy(&spa->spa_suspend_lock);
603         mutex_destroy(&spa->spa_vdev_top_lock);
604
605         kmem_free(spa, sizeof (spa_t));
606 }
607
608 /*
609  * Given a pool, return the next pool in the namespace, or NULL if there is
610  * none.  If 'prev' is NULL, return the first pool.
611  */
612 spa_t *
613 spa_next(spa_t *prev)
614 {
615         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
616
617         if (prev)
618                 return (AVL_NEXT(&spa_namespace_avl, prev));
619         else
620                 return (avl_first(&spa_namespace_avl));
621 }
622
623 /*
624  * ==========================================================================
625  * SPA refcount functions
626  * ==========================================================================
627  */
628
629 /*
630  * Add a reference to the given spa_t.  Must have at least one reference, or
631  * have the namespace lock held.
632  */
633 void
634 spa_open_ref(spa_t *spa, void *tag)
635 {
636         ASSERT(refcount_count(&spa->spa_refcount) >= spa->spa_minref ||
637             MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
638         (void) refcount_add(&spa->spa_refcount, tag);
639 }
640
641 /*
642  * Remove a reference to the given spa_t.  Must have at least one reference, or
643  * have the namespace lock held.
644  */
645 void
646 spa_close(spa_t *spa, void *tag)
647 {
648         ASSERT(refcount_count(&spa->spa_refcount) > spa->spa_minref ||
649             MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
650         (void) refcount_remove(&spa->spa_refcount, tag);
651 }
652
653 /*
654  * Check to see if the spa refcount is zero.  Must be called with
655  * spa_namespace_lock held.  We really compare against spa_minref, which is the
656  * number of references acquired when opening a pool
657  */
658 boolean_t
659 spa_refcount_zero(spa_t *spa)
660 {
661         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
662
663         return (refcount_count(&spa->spa_refcount) == spa->spa_minref);
664 }
665
666 /*
667  * ==========================================================================
668  * SPA spare and l2cache tracking
669  * ==========================================================================
670  */
671
672 /*
673  * Hot spares and cache devices are tracked using the same code below,
674  * for 'auxiliary' devices.
675  */
676
677 typedef struct spa_aux {
678         uint64_t        aux_guid;
679         uint64_t        aux_pool;
680         avl_node_t      aux_avl;
681         int             aux_count;
682 } spa_aux_t;
683
684 static int
685 spa_aux_compare(const void *a, const void *b)
686 {
687         const spa_aux_t *sa = a;
688         const spa_aux_t *sb = b;
689
690         if (sa->aux_guid < sb->aux_guid)
691                 return (-1);
692         else if (sa->aux_guid > sb->aux_guid)
693                 return (1);
694         else
695                 return (0);
696 }
697
698 void
699 spa_aux_add(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
700 {
701         avl_index_t where;
702         spa_aux_t search;
703         spa_aux_t *aux;
704
705         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
706         if ((aux = avl_find(avl, &search, &where)) != NULL) {
707                 aux->aux_count++;
708         } else {
709                 aux = kmem_zalloc(sizeof (spa_aux_t), KM_PUSHPAGE);
710                 aux->aux_guid = vd->vdev_guid;
711                 aux->aux_count = 1;
712                 avl_insert(avl, aux, where);
713         }
714 }
715
716 void
717 spa_aux_remove(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
718 {
719         spa_aux_t search;
720         spa_aux_t *aux;
721         avl_index_t where;
722
723         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
724         aux = avl_find(avl, &search, &where);
725
726         ASSERT(aux != NULL);
727
728         if (--aux->aux_count == 0) {
729                 avl_remove(avl, aux);
730                 kmem_free(aux, sizeof (spa_aux_t));
731         } else if (aux->aux_pool == spa_guid(vd->vdev_spa)) {
732                 aux->aux_pool = 0ULL;
733         }
734 }
735
736 boolean_t
737 spa_aux_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool, int *refcnt, avl_tree_t *avl)
738 {
739         spa_aux_t search, *found;
740
741         search.aux_guid = guid;
742         found = avl_find(avl, &search, NULL);
743
744         if (pool) {
745                 if (found)
746                         *pool = found->aux_pool;
747                 else
748                         *pool = 0ULL;
749         }
750
751         if (refcnt) {
752                 if (found)
753                         *refcnt = found->aux_count;
754                 else
755                         *refcnt = 0;
756         }
757
758         return (found != NULL);
759 }
760
761 void
762 spa_aux_activate(vdev_t *vd, avl_tree_t *avl)
763 {
764         spa_aux_t search, *found;
765         avl_index_t where;
766
767         search.aux_guid = vd->vdev_guid;
768         found = avl_find(avl, &search, &where);
769         ASSERT(found != NULL);
770         ASSERT(found->aux_pool == 0ULL);
771
772         found->aux_pool = spa_guid(vd->vdev_spa);
773 }
774
775 /*
776  * Spares are tracked globally due to the following constraints:
777  *
778  *      - A spare may be part of multiple pools.
779  *      - A spare may be added to a pool even if it's actively in use within
780  *        another pool.
781  *      - A spare in use in any pool can only be the source of a replacement if
782  *        the target is a spare in the same pool.
783  *
784  * We keep track of all spares on the system through the use of a reference
785  * counted AVL tree.  When a vdev is added as a spare, or used as a replacement
786  * spare, then we bump the reference count in the AVL tree.  In addition, we set
787  * the 'vdev_isspare' member to indicate that the device is a spare (active or
788  * inactive).  When a spare is made active (used to replace a device in the
789  * pool), we also keep track of which pool its been made a part of.
790  *
791  * The 'spa_spare_lock' protects the AVL tree.  These functions are normally
792  * called under the spa_namespace lock as part of vdev reconfiguration.  The
793  * separate spare lock exists for the status query path, which does not need to
794  * be completely consistent with respect to other vdev configuration changes.
795  */
796
797 static int
798 spa_spare_compare(const void *a, const void *b)
799 {
800         return (spa_aux_compare(a, b));
801 }
802
803 void
804 spa_spare_add(vdev_t *vd)
805 {
806         mutex_enter(&spa_spare_lock);
807         ASSERT(!vd->vdev_isspare);
808         spa_aux_add(vd, &spa_spare_avl);
809         vd->vdev_isspare = B_TRUE;
810         mutex_exit(&spa_spare_lock);
811 }
812
813 void
814 spa_spare_remove(vdev_t *vd)
815 {
816         mutex_enter(&spa_spare_lock);
817         ASSERT(vd->vdev_isspare);
818         spa_aux_remove(vd, &spa_spare_avl);
819         vd->vdev_isspare = B_FALSE;
820         mutex_exit(&spa_spare_lock);
821 }
822
823 boolean_t
824 spa_spare_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool, int *refcnt)
825 {
826         boolean_t found;
827
828         mutex_enter(&spa_spare_lock);
829         found = spa_aux_exists(guid, pool, refcnt, &spa_spare_avl);
830         mutex_exit(&spa_spare_lock);
831
832         return (found);
833 }
834
835 void
836 spa_spare_activate(vdev_t *vd)
837 {
838         mutex_enter(&spa_spare_lock);
839         ASSERT(vd->vdev_isspare);
840         spa_aux_activate(vd, &spa_spare_avl);
841         mutex_exit(&spa_spare_lock);
842 }
843
844 /*
845  * Level 2 ARC devices are tracked globally for the same reasons as spares.
846  * Cache devices currently only support one pool per cache device, and so
847  * for these devices the aux reference count is currently unused beyond 1.
848  */
849
850 static int
851 spa_l2cache_compare(const void *a, const void *b)
852 {
853         return (spa_aux_compare(a, b));
854 }
855
856 void
857 spa_l2cache_add(vdev_t *vd)
858 {
859         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
860         ASSERT(!vd->vdev_isl2cache);
861         spa_aux_add(vd, &spa_l2cache_avl);
862         vd->vdev_isl2cache = B_TRUE;
863         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
864 }
865
866 void
867 spa_l2cache_remove(vdev_t *vd)
868 {
869         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
870         ASSERT(vd->vdev_isl2cache);
871         spa_aux_remove(vd, &spa_l2cache_avl);
872         vd->vdev_isl2cache = B_FALSE;
873         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
874 }
875
876 boolean_t
877 spa_l2cache_exists(uint64_t guid, uint64_t *pool)
878 {
879         boolean_t found;
880
881         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
882         found = spa_aux_exists(guid, pool, NULL, &spa_l2cache_avl);
883         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
884
885         return (found);
886 }
887
888 void
889 spa_l2cache_activate(vdev_t *vd)
890 {
891         mutex_enter(&spa_l2cache_lock);
892         ASSERT(vd->vdev_isl2cache);
893         spa_aux_activate(vd, &spa_l2cache_avl);
894         mutex_exit(&spa_l2cache_lock);
895 }
896
897 /*
898  * ==========================================================================
899  * SPA vdev locking
900  * ==========================================================================
901  */
902
903 /*
904  * Lock the given spa_t for the purpose of adding or removing a vdev.
905  * Grabs the global spa_namespace_lock plus the spa config lock for writing.
906  * It returns the next transaction group for the spa_t.
907  */
908 uint64_t
909 spa_vdev_enter(spa_t *spa)
910 {
911         mutex_enter(&spa->spa_vdev_top_lock);
912         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
913         return (spa_vdev_config_enter(spa));
914 }
915
916 /*
917  * Internal implementation for spa_vdev_enter().  Used when a vdev
918  * operation requires multiple syncs (i.e. removing a device) while
919  * keeping the spa_namespace_lock held.
920  */
921 uint64_t
922 spa_vdev_config_enter(spa_t *spa)
923 {
924         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
925
926         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, spa, RW_WRITER);
927
928         return (spa_last_synced_txg(spa) + 1);
929 }
930
931 /*
932  * Used in combination with spa_vdev_config_enter() to allow the syncing
933  * of multiple transactions without releasing the spa_namespace_lock.
934  */
935 void
936 spa_vdev_config_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t txg, int error, char *tag)
937 {
938         int config_changed = B_FALSE;
939
940         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
941         ASSERT(txg > spa_last_synced_txg(spa));
942
943         spa->spa_pending_vdev = NULL;
944
945         /*
946          * Reassess the DTLs.
947          */
948         vdev_dtl_reassess(spa->spa_root_vdev, 0, 0, B_FALSE);
949
950         if (error == 0 && !list_is_empty(&spa->spa_config_dirty_list)) {
951                 config_changed = B_TRUE;
952                 spa->spa_config_generation++;
953         }
954
955         /*
956          * Verify the metaslab classes.
957          */
958         ASSERT(metaslab_class_validate(spa_normal_class(spa)) == 0);
959         ASSERT(metaslab_class_validate(spa_log_class(spa)) == 0);
960
961         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, spa);
962
963         /*
964          * Panic the system if the specified tag requires it.  This
965          * is useful for ensuring that configurations are updated
966          * transactionally.
967          */
968         if (zio_injection_enabled)
969                 zio_handle_panic_injection(spa, tag, 0);
970
971         /*
972          * Note: this txg_wait_synced() is important because it ensures
973          * that there won't be more than one config change per txg.
974          * This allows us to use the txg as the generation number.
975          */
976         if (error == 0)
977                 txg_wait_synced(spa->spa_dsl_pool, txg);
978
979         if (vd != NULL) {
980                 ASSERT(!vd->vdev_detached || vd->vdev_dtl_smo.smo_object == 0);
981                 spa_config_enter(spa, SCL_ALL, spa, RW_WRITER);
982                 vdev_free(vd);
983                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, spa);
984         }
985
986         /*
987          * If the config changed, update the config cache.
988          */
989         if (config_changed)
990                 spa_config_sync(spa, B_FALSE, B_TRUE);
991 }
992
993 /*
994  * Unlock the spa_t after adding or removing a vdev.  Besides undoing the
995  * locking of spa_vdev_enter(), we also want make sure the transactions have
996  * synced to disk, and then update the global configuration cache with the new
997  * information.
998  */
999 int
1000 spa_vdev_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t txg, int error)
1001 {
1002         spa_vdev_config_exit(spa, vd, txg, error, FTAG);
1003         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1004         mutex_exit(&spa->spa_vdev_top_lock);
1005
1006         return (error);
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Lock the given spa_t for the purpose of changing vdev state.
1011  */
1012 void
1013 spa_vdev_state_enter(spa_t *spa, int oplocks)
1014 {
1015         int locks = SCL_STATE_ALL | oplocks;
1016
1017         /*
1018          * Root pools may need to read of the underlying devfs filesystem
1019          * when opening up a vdev.  Unfortunately if we're holding the
1020          * SCL_ZIO lock it will result in a deadlock when we try to issue
1021          * the read from the root filesystem.  Instead we "prefetch"
1022          * the associated vnodes that we need prior to opening the
1023          * underlying devices and cache them so that we can prevent
1024          * any I/O when we are doing the actual open.
1025          */
1026         if (spa_is_root(spa)) {
1027                 int low = locks & ~(SCL_ZIO - 1);
1028                 int high = locks & ~low;
1029
1030                 spa_config_enter(spa, high, spa, RW_WRITER);
1031                 vdev_hold(spa->spa_root_vdev);
1032                 spa_config_enter(spa, low, spa, RW_WRITER);
1033         } else {
1034                 spa_config_enter(spa, locks, spa, RW_WRITER);
1035         }
1036         spa->spa_vdev_locks = locks;
1037 }
1038
1039 int
1040 spa_vdev_state_exit(spa_t *spa, vdev_t *vd, int error)
1041 {
1042         boolean_t config_changed = B_FALSE;
1043
1044         if (vd != NULL || error == 0)
1045                 vdev_dtl_reassess(vd ? vd->vdev_top : spa->spa_root_vdev,
1046                     0, 0, B_FALSE);
1047
1048         if (vd != NULL) {
1049                 vdev_state_dirty(vd->vdev_top);
1050                 config_changed = B_TRUE;
1051                 spa->spa_config_generation++;
1052         }
1053
1054         if (spa_is_root(spa))
1055                 vdev_rele(spa->spa_root_vdev);
1056
1057         ASSERT3U(spa->spa_vdev_locks, >=, SCL_STATE_ALL);
1058         spa_config_exit(spa, spa->spa_vdev_locks, spa);
1059
1060         /*
1061          * If anything changed, wait for it to sync.  This ensures that,
1062          * from the system administrator's perspective, zpool(1M) commands
1063          * are synchronous.  This is important for things like zpool offline:
1064          * when the command completes, you expect no further I/O from ZFS.
1065          */
1066         if (vd != NULL)
1067                 txg_wait_synced(spa->spa_dsl_pool, 0);
1068
1069         /*
1070          * If the config changed, update the config cache.
1071          */
1072         if (config_changed) {
1073                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
1074                 spa_config_sync(spa, B_FALSE, B_TRUE);
1075                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1076         }
1077
1078         return (error);
1079 }
1080
1081 /*
1082  * ==========================================================================
1083  * Miscellaneous functions
1084  * ==========================================================================
1085  */
1086
1087 void
1088 spa_activate_mos_feature(spa_t *spa, const char *feature)
1089 {
1090         (void) nvlist_add_boolean(spa->spa_label_features, feature);
1091         vdev_config_dirty(spa->spa_root_vdev);
1092 }
1093
1094 void
1095 spa_deactivate_mos_feature(spa_t *spa, const char *feature)
1096 {
1097         (void) nvlist_remove_all(spa->spa_label_features, feature);
1098         vdev_config_dirty(spa->spa_root_vdev);
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Rename a spa_t.
1103  */
1104 int
1105 spa_rename(const char *name, const char *newname)
1106 {
1107         spa_t *spa;
1108         int err;
1109
1110         /*
1111          * Lookup the spa_t and grab the config lock for writing.  We need to
1112          * actually open the pool so that we can sync out the necessary labels.
1113          * It's OK to call spa_open() with the namespace lock held because we
1114          * allow recursive calls for other reasons.
1115          */
1116         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
1117         if ((err = spa_open(name, &spa, FTAG)) != 0) {
1118                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1119                 return (err);
1120         }
1121
1122         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
1123
1124         avl_remove(&spa_namespace_avl, spa);
1125         (void) strlcpy(spa->spa_name, newname, sizeof (spa->spa_name));
1126         avl_add(&spa_namespace_avl, spa);
1127
1128         /*
1129          * Sync all labels to disk with the new names by marking the root vdev
1130          * dirty and waiting for it to sync.  It will pick up the new pool name
1131          * during the sync.
1132          */
1133         vdev_config_dirty(spa->spa_root_vdev);
1134
1135         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
1136
1137         txg_wait_synced(spa->spa_dsl_pool, 0);
1138
1139         /*
1140          * Sync the updated config cache.
1141          */
1142         spa_config_sync(spa, B_FALSE, B_TRUE);
1143
1144         spa_close(spa, FTAG);
1145
1146         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1147
1148         return (0);
1149 }
1150
1151 /*
1152  * Return the spa_t associated with given pool_guid, if it exists.  If
1153  * device_guid is non-zero, determine whether the pool exists *and* contains
1154  * a device with the specified device_guid.
1155  */
1156 spa_t *
1157 spa_by_guid(uint64_t pool_guid, uint64_t device_guid)
1158 {
1159         spa_t *spa;
1160         avl_tree_t *t = &spa_namespace_avl;
1161
1162         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa_namespace_lock));
1163
1164         for (spa = avl_first(t); spa != NULL; spa = AVL_NEXT(t, spa)) {
1165                 if (spa->spa_state == POOL_STATE_UNINITIALIZED)
1166                         continue;
1167                 if (spa->spa_root_vdev == NULL)
1168                         continue;
1169                 if (spa_guid(spa) == pool_guid) {
1170                         if (device_guid == 0)
1171                                 break;
1172
1173                         if (vdev_lookup_by_guid(spa->spa_root_vdev,
1174                             device_guid) != NULL)
1175                                 break;
1176
1177                         /*
1178                          * Check any devices we may be in the process of adding.
1179                          */
1180                         if (spa->spa_pending_vdev) {
1181                                 if (vdev_lookup_by_guid(spa->spa_pending_vdev,
1182                                     device_guid) != NULL)
1183                                         break;
1184                         }
1185                 }
1186         }
1187
1188         return (spa);
1189 }
1190
1191 /*
1192  * Determine whether a pool with the given pool_guid exists.
1193  */
1194 boolean_t
1195 spa_guid_exists(uint64_t pool_guid, uint64_t device_guid)
1196 {
1197         return (spa_by_guid(pool_guid, device_guid) != NULL);
1198 }
1199
1200 char *
1201 spa_strdup(const char *s)
1202 {
1203         size_t len;
1204         char *new;
1205
1206         len = strlen(s);
1207         new = kmem_alloc(len + 1, KM_PUSHPAGE);
1208         bcopy(s, new, len);
1209         new[len] = '\0';
1210
1211         return (new);
1212 }
1213
1214 void
1215 spa_strfree(char *s)
1216 {
1217         kmem_free(s, strlen(s) + 1);
1218 }
1219
1220 uint64_t
1221 spa_get_random(uint64_t range)
1222 {
1223         uint64_t r;
1224
1225         ASSERT(range != 0);
1226
1227         (void) random_get_pseudo_bytes((void *)&r, sizeof (uint64_t));
1228
1229         return (r % range);
1230 }
1231
1232 uint64_t
1233 spa_generate_guid(spa_t *spa)
1234 {
1235         uint64_t guid = spa_get_random(-1ULL);
1236
1237         if (spa != NULL) {
1238                 while (guid == 0 || spa_guid_exists(spa_guid(spa), guid))
1239                         guid = spa_get_random(-1ULL);
1240         } else {
1241                 while (guid == 0 || spa_guid_exists(guid, 0))
1242                         guid = spa_get_random(-1ULL);
1243         }
1244
1245         return (guid);
1246 }
1247
1248 void
1249 sprintf_blkptr(char *buf, const blkptr_t *bp)
1250 {
1251         char type[256];
1252         char *checksum = NULL;
1253         char *compress = NULL;
1254
1255         if (bp != NULL) {
1256                 if (BP_GET_TYPE(bp) & DMU_OT_NEWTYPE) {
1257                         dmu_object_byteswap_t bswap =
1258                             DMU_OT_BYTESWAP(BP_GET_TYPE(bp));
1259                         (void) snprintf(type, sizeof (type), "bswap %s %s",
1260                             DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) ?
1261                             "metadata" : "data",
1262                             dmu_ot_byteswap[bswap].ob_name);
1263                 } else {
1264                         (void) strlcpy(type, dmu_ot[BP_GET_TYPE(bp)].ot_name,
1265                             sizeof (type));
1266                 }
1267                 checksum = zio_checksum_table[BP_GET_CHECKSUM(bp)].ci_name;
1268                 compress = zio_compress_table[BP_GET_COMPRESS(bp)].ci_name;
1269         }
1270
1271         SPRINTF_BLKPTR(snprintf, ' ', buf, bp, type, checksum, compress);
1272 }
1273
1274 void
1275 spa_freeze(spa_t *spa)
1276 {
1277         uint64_t freeze_txg = 0;
1278
1279         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
1280         if (spa->spa_freeze_txg == UINT64_MAX) {
1281                 freeze_txg = spa_last_synced_txg(spa) + TXG_SIZE;
1282                 spa->spa_freeze_txg = freeze_txg;
1283         }
1284         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
1285         if (freeze_txg != 0)
1286                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), freeze_txg);
1287 }
1288
1289 /*
1290  * This is a stripped-down version of strtoull, suitable only for converting
1291  * lowercase hexadecimal numbers that don't overflow.
1292  */
1293 uint64_t
1294 strtonum(const char *str, char **nptr)
1295 {
1296         uint64_t val = 0;
1297         char c;
1298         int digit;
1299
1300         while ((c = *str) != '\0') {
1301                 if (c >= '0' && c <= '9')
1302                         digit = c - '0';
1303                 else if (c >= 'a' && c <= 'f')
1304                         digit = 10 + c - 'a';
1305                 else
1306                         break;
1307
1308                 val *= 16;
1309                 val += digit;
1310
1311                 str++;
1312         }
1313
1314         if (nptr)
1315                 *nptr = (char *)str;
1316
1317         return (val);
1318 }
1319
1320 /*
1321  * ==========================================================================
1322  * Accessor functions
1323  * ==========================================================================
1324  */
1325
1326 boolean_t
1327 spa_shutting_down(spa_t *spa)
1328 {
1329         return (spa->spa_async_suspended);
1330 }
1331
1332 dsl_pool_t *
1333 spa_get_dsl(spa_t *spa)
1334 {
1335         return (spa->spa_dsl_pool);
1336 }
1337
1338 boolean_t
1339 spa_is_initializing(spa_t *spa)
1340 {
1341         return (spa->spa_is_initializing);
1342 }
1343
1344 blkptr_t *
1345 spa_get_rootblkptr(spa_t *spa)
1346 {
1347         return (&spa->spa_ubsync.ub_rootbp);
1348 }
1349
1350 void
1351 spa_set_rootblkptr(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
1352 {
1353         spa->spa_uberblock.ub_rootbp = *bp;
1354 }
1355
1356 void
1357 spa_altroot(spa_t *spa, char *buf, size_t buflen)
1358 {
1359         if (spa->spa_root == NULL)
1360                 buf[0] = '\0';
1361         else
1362                 (void) strncpy(buf, spa->spa_root, buflen);
1363 }
1364
1365 int
1366 spa_sync_pass(spa_t *spa)
1367 {
1368         return (spa->spa_sync_pass);
1369 }
1370
1371 char *
1372 spa_name(spa_t *spa)
1373 {
1374         return (spa->spa_name);
1375 }
1376
1377 uint64_t
1378 spa_guid(spa_t *spa)
1379 {
1380         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(spa);
1381         uint64_t guid;
1382
1383         /*
1384          * If we fail to parse the config during spa_load(), we can go through
1385          * the error path (which posts an ereport) and end up here with no root
1386          * vdev.  We stash the original pool guid in 'spa_config_guid' to handle
1387          * this case.
1388          */
1389         if (spa->spa_root_vdev == NULL)
1390                 return (spa->spa_config_guid);
1391
1392         guid = spa->spa_last_synced_guid != 0 ?
1393             spa->spa_last_synced_guid : spa->spa_root_vdev->vdev_guid;
1394
1395         /*
1396          * Return the most recently synced out guid unless we're
1397          * in syncing context.
1398          */
1399         if (dp && dsl_pool_sync_context(dp))
1400                 return (spa->spa_root_vdev->vdev_guid);
1401         else
1402                 return (guid);
1403 }
1404
1405 uint64_t
1406 spa_load_guid(spa_t *spa)
1407 {
1408         /*
1409          * This is a GUID that exists solely as a reference for the
1410          * purposes of the arc.  It is generated at load time, and
1411          * is never written to persistent storage.
1412          */
1413         return (spa->spa_load_guid);
1414 }
1415
1416 uint64_t
1417 spa_last_synced_txg(spa_t *spa)
1418 {
1419         return (spa->spa_ubsync.ub_txg);
1420 }
1421
1422 uint64_t
1423 spa_first_txg(spa_t *spa)
1424 {
1425         return (spa->spa_first_txg);
1426 }
1427
1428 uint64_t
1429 spa_syncing_txg(spa_t *spa)
1430 {
1431         return (spa->spa_syncing_txg);
1432 }
1433
1434 pool_state_t
1435 spa_state(spa_t *spa)
1436 {
1437         return (spa->spa_state);
1438 }
1439
1440 spa_load_state_t
1441 spa_load_state(spa_t *spa)
1442 {
1443         return (spa->spa_load_state);
1444 }
1445
1446 uint64_t
1447 spa_freeze_txg(spa_t *spa)
1448 {
1449         return (spa->spa_freeze_txg);
1450 }
1451
1452 /* ARGSUSED */
1453 uint64_t
1454 spa_get_asize(spa_t *spa, uint64_t lsize)
1455 {
1456         /*
1457          * The worst case is single-sector max-parity RAID-Z blocks, in which
1458          * case the space requirement is exactly (VDEV_RAIDZ_MAXPARITY + 1)
1459          * times the size; so just assume that.  Add to this the fact that
1460          * we can have up to 3 DVAs per bp, and one more factor of 2 because
1461          * the block may be dittoed with up to 3 DVAs by ddt_sync().
1462          */
1463         return (lsize * (VDEV_RAIDZ_MAXPARITY + 1) * SPA_DVAS_PER_BP * 2);
1464 }
1465
1466 uint64_t
1467 spa_get_dspace(spa_t *spa)
1468 {
1469         return (spa->spa_dspace);
1470 }
1471
1472 void
1473 spa_update_dspace(spa_t *spa)
1474 {
1475         spa->spa_dspace = metaslab_class_get_dspace(spa_normal_class(spa)) +
1476             ddt_get_dedup_dspace(spa);
1477 }
1478
1479 /*
1480  * Return the failure mode that has been set to this pool. The default
1481  * behavior will be to block all I/Os when a complete failure occurs.
1482  */
1483 uint8_t
1484 spa_get_failmode(spa_t *spa)
1485 {
1486         return (spa->spa_failmode);
1487 }
1488
1489 boolean_t
1490 spa_suspended(spa_t *spa)
1491 {
1492         return (spa->spa_suspended);
1493 }
1494
1495 uint64_t
1496 spa_version(spa_t *spa)
1497 {
1498         return (spa->spa_ubsync.ub_version);
1499 }
1500
1501 boolean_t
1502 spa_deflate(spa_t *spa)
1503 {
1504         return (spa->spa_deflate);
1505 }
1506
1507 metaslab_class_t *
1508 spa_normal_class(spa_t *spa)
1509 {
1510         return (spa->spa_normal_class);
1511 }
1512
1513 metaslab_class_t *
1514 spa_log_class(spa_t *spa)
1515 {
1516         return (spa->spa_log_class);
1517 }
1518
1519 int
1520 spa_max_replication(spa_t *spa)
1521 {
1522         /*
1523          * As of SPA_VERSION == SPA_VERSION_DITTO_BLOCKS, we are able to
1524          * handle BPs with more than one DVA allocated.  Set our max
1525          * replication level accordingly.
1526          */
1527         if (spa_version(spa) < SPA_VERSION_DITTO_BLOCKS)
1528                 return (1);
1529         return (MIN(SPA_DVAS_PER_BP, spa_max_replication_override));
1530 }
1531
1532 int
1533 spa_prev_software_version(spa_t *spa)
1534 {
1535         return (spa->spa_prev_software_version);
1536 }
1537
1538 uint64_t
1539 spa_deadman_synctime(spa_t *spa)
1540 {
1541         return (spa->spa_deadman_synctime);
1542 }
1543
1544 uint64_t
1545 dva_get_dsize_sync(spa_t *spa, const dva_t *dva)
1546 {
1547         uint64_t asize = DVA_GET_ASIZE(dva);
1548         uint64_t dsize = asize;
1549
1550         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1551
1552         if (asize != 0 && spa->spa_deflate) {
1553                 vdev_t *vd = vdev_lookup_top(spa, DVA_GET_VDEV(dva));
1554                 dsize = (asize >> SPA_MINBLOCKSHIFT) * vd->vdev_deflate_ratio;
1555         }
1556
1557         return (dsize);
1558 }
1559
1560 uint64_t
1561 bp_get_dsize_sync(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
1562 {
1563         uint64_t dsize = 0;
1564         int d;
1565
1566         for (d = 0; d < SPA_DVAS_PER_BP; d++)
1567                 dsize += dva_get_dsize_sync(spa, &bp->blk_dva[d]);
1568
1569         return (dsize);
1570 }
1571
1572 uint64_t
1573 bp_get_dsize(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
1574 {
1575         uint64_t dsize = 0;
1576         int d;
1577
1578         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
1579
1580         for (d = 0; d < SPA_DVAS_PER_BP; d++)
1581                 dsize += dva_get_dsize_sync(spa, &bp->blk_dva[d]);
1582
1583         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
1584
1585         return (dsize);
1586 }
1587
1588 /*
1589  * ==========================================================================
1590  * Initialization and Termination
1591  * ==========================================================================
1592  */
1593
1594 static int
1595 spa_name_compare(const void *a1, const void *a2)
1596 {
1597         const spa_t *s1 = a1;
1598         const spa_t *s2 = a2;
1599         int s;
1600
1601         s = strcmp(s1->spa_name, s2->spa_name);
1602         if (s > 0)
1603                 return (1);
1604         if (s < 0)
1605                 return (-1);
1606         return (0);
1607 }
1608
1609 void
1610 spa_boot_init(void)
1611 {
1612         spa_config_load();
1613 }
1614
1615 void
1616 spa_init(int mode)
1617 {
1618         mutex_init(&spa_namespace_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1619         mutex_init(&spa_spare_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1620         mutex_init(&spa_l2cache_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1621         cv_init(&spa_namespace_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
1622
1623         avl_create(&spa_namespace_avl, spa_name_compare, sizeof (spa_t),
1624             offsetof(spa_t, spa_avl));
1625
1626         avl_create(&spa_spare_avl, spa_spare_compare, sizeof (spa_aux_t),
1627             offsetof(spa_aux_t, aux_avl));
1628
1629         avl_create(&spa_l2cache_avl, spa_l2cache_compare, sizeof (spa_aux_t),
1630             offsetof(spa_aux_t, aux_avl));
1631
1632         spa_mode_global = mode;
1633
1634         fm_init();
1635         refcount_init();
1636         unique_init();
1637         space_map_init();
1638         zio_init();
1639         dmu_init();
1640         zil_init();
1641         vdev_cache_stat_init();
1642         zfs_prop_init();
1643         zpool_prop_init();
1644         zpool_feature_init();
1645         spa_config_load();
1646         l2arc_start();
1647 }
1648
1649 void
1650 spa_fini(void)
1651 {
1652         l2arc_stop();
1653
1654         spa_evict_all();
1655
1656         vdev_cache_stat_fini();
1657         zil_fini();
1658         dmu_fini();
1659         zio_fini();
1660         space_map_fini();
1661         unique_fini();
1662         refcount_fini();
1663         fm_fini();
1664
1665         avl_destroy(&spa_namespace_avl);
1666         avl_destroy(&spa_spare_avl);
1667         avl_destroy(&spa_l2cache_avl);
1668
1669         cv_destroy(&spa_namespace_cv);
1670         mutex_destroy(&spa_namespace_lock);
1671         mutex_destroy(&spa_spare_lock);
1672         mutex_destroy(&spa_l2cache_lock);
1673 }
1674
1675 /*
1676  * Return whether this pool has slogs. No locking needed.
1677  * It's not a problem if the wrong answer is returned as it's only for
1678  * performance and not correctness
1679  */
1680 boolean_t
1681 spa_has_slogs(spa_t *spa)
1682 {
1683         return (spa->spa_log_class->mc_rotor != NULL);
1684 }
1685
1686 spa_log_state_t
1687 spa_get_log_state(spa_t *spa)
1688 {
1689         return (spa->spa_log_state);
1690 }
1691
1692 void
1693 spa_set_log_state(spa_t *spa, spa_log_state_t state)
1694 {
1695         spa->spa_log_state = state;
1696 }
1697
1698 boolean_t
1699 spa_is_root(spa_t *spa)
1700 {
1701         return (spa->spa_is_root);
1702 }
1703
1704 boolean_t
1705 spa_writeable(spa_t *spa)
1706 {
1707         return (!!(spa->spa_mode & FWRITE));
1708 }
1709
1710 int
1711 spa_mode(spa_t *spa)
1712 {
1713         return (spa->spa_mode);
1714 }
1715
1716 uint64_t
1717 spa_bootfs(spa_t *spa)
1718 {
1719         return (spa->spa_bootfs);
1720 }
1721
1722 uint64_t
1723 spa_delegation(spa_t *spa)
1724 {
1725         return (spa->spa_delegation);
1726 }
1727
1728 objset_t *
1729 spa_meta_objset(spa_t *spa)
1730 {
1731         return (spa->spa_meta_objset);
1732 }
1733
1734 enum zio_checksum
1735 spa_dedup_checksum(spa_t *spa)
1736 {
1737         return (spa->spa_dedup_checksum);
1738 }
1739
1740 /*
1741  * Reset pool scan stat per scan pass (or reboot).
1742  */
1743 void
1744 spa_scan_stat_init(spa_t *spa)
1745 {
1746         /* data not stored on disk */
1747         spa->spa_scan_pass_start = gethrestime_sec();
1748         spa->spa_scan_pass_exam = 0;
1749         vdev_scan_stat_init(spa->spa_root_vdev);
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Get scan stats for zpool status reports
1754  */
1755 int
1756 spa_scan_get_stats(spa_t *spa, pool_scan_stat_t *ps)
1757 {
1758         dsl_scan_t *scn = spa->spa_dsl_pool ? spa->spa_dsl_pool->dp_scan : NULL;
1759
1760         if (scn == NULL || scn->scn_phys.scn_func == POOL_SCAN_NONE)
1761                 return (SET_ERROR(ENOENT));
1762         bzero(ps, sizeof (pool_scan_stat_t));
1763
1764         /* data stored on disk */
1765         ps->pss_func = scn->scn_phys.scn_func;
1766         ps->pss_start_time = scn->scn_phys.scn_start_time;
1767         ps->pss_end_time = scn->scn_phys.scn_end_time;
1768         ps->pss_to_examine = scn->scn_phys.scn_to_examine;
1769         ps->pss_examined = scn->scn_phys.scn_examined;
1770         ps->pss_to_process = scn->scn_phys.scn_to_process;
1771         ps->pss_processed = scn->scn_phys.scn_processed;
1772         ps->pss_errors = scn->scn_phys.scn_errors;
1773         ps->pss_state = scn->scn_phys.scn_state;
1774
1775         /* data not stored on disk */
1776         ps->pss_pass_start = spa->spa_scan_pass_start;
1777         ps->pss_pass_exam = spa->spa_scan_pass_exam;
1778
1779         return (0);
1780 }
1781
1782 boolean_t
1783 spa_debug_enabled(spa_t *spa)
1784 {
1785         return (spa->spa_debug);
1786 }
1787
1788 #if defined(_KERNEL) && defined(HAVE_SPL)
1789 /* Namespace manipulation */
1790 EXPORT_SYMBOL(spa_lookup);
1791 EXPORT_SYMBOL(spa_add);
1792 EXPORT_SYMBOL(spa_remove);
1793 EXPORT_SYMBOL(spa_next);
1794
1795 /* Refcount functions */
1796 EXPORT_SYMBOL(spa_open_ref);
1797 EXPORT_SYMBOL(spa_close);
1798 EXPORT_SYMBOL(spa_refcount_zero);
1799
1800 /* Pool configuration lock */
1801 EXPORT_SYMBOL(spa_config_tryenter);
1802 EXPORT_SYMBOL(spa_config_enter);
1803 EXPORT_SYMBOL(spa_config_exit);
1804 EXPORT_SYMBOL(spa_config_held);
1805
1806 /* Pool vdev add/remove lock */
1807 EXPORT_SYMBOL(spa_vdev_enter);
1808 EXPORT_SYMBOL(spa_vdev_exit);
1809
1810 /* Pool vdev state change lock */
1811 EXPORT_SYMBOL(spa_vdev_state_enter);
1812 EXPORT_SYMBOL(spa_vdev_state_exit);
1813
1814 /* Accessor functions */
1815 EXPORT_SYMBOL(spa_shutting_down);
1816 EXPORT_SYMBOL(spa_get_dsl);
1817 EXPORT_SYMBOL(spa_get_rootblkptr);
1818 EXPORT_SYMBOL(spa_set_rootblkptr);
1819 EXPORT_SYMBOL(spa_altroot);
1820 EXPORT_SYMBOL(spa_sync_pass);
1821 EXPORT_SYMBOL(spa_name);
1822 EXPORT_SYMBOL(spa_guid);
1823 EXPORT_SYMBOL(spa_last_synced_txg);
1824 EXPORT_SYMBOL(spa_first_txg);
1825 EXPORT_SYMBOL(spa_syncing_txg);
1826 EXPORT_SYMBOL(spa_version);
1827 EXPORT_SYMBOL(spa_state);
1828 EXPORT_SYMBOL(spa_load_state);
1829 EXPORT_SYMBOL(spa_freeze_txg);
1830 EXPORT_SYMBOL(spa_get_asize);
1831 EXPORT_SYMBOL(spa_get_dspace);
1832 EXPORT_SYMBOL(spa_update_dspace);
1833 EXPORT_SYMBOL(spa_deflate);
1834 EXPORT_SYMBOL(spa_normal_class);
1835 EXPORT_SYMBOL(spa_log_class);
1836 EXPORT_SYMBOL(spa_max_replication);
1837 EXPORT_SYMBOL(spa_prev_software_version);
1838 EXPORT_SYMBOL(spa_get_failmode);
1839 EXPORT_SYMBOL(spa_suspended);
1840 EXPORT_SYMBOL(spa_bootfs);
1841 EXPORT_SYMBOL(spa_delegation);
1842 EXPORT_SYMBOL(spa_meta_objset);
1843
1844 /* Miscellaneous support routines */
1845 EXPORT_SYMBOL(spa_rename);
1846 EXPORT_SYMBOL(spa_guid_exists);
1847 EXPORT_SYMBOL(spa_strdup);
1848 EXPORT_SYMBOL(spa_strfree);
1849 EXPORT_SYMBOL(spa_get_random);
1850 EXPORT_SYMBOL(spa_generate_guid);
1851 EXPORT_SYMBOL(sprintf_blkptr);
1852 EXPORT_SYMBOL(spa_freeze);
1853 EXPORT_SYMBOL(spa_upgrade);
1854 EXPORT_SYMBOL(spa_evict_all);
1855 EXPORT_SYMBOL(spa_lookup_by_guid);
1856 EXPORT_SYMBOL(spa_has_spare);
1857 EXPORT_SYMBOL(dva_get_dsize_sync);
1858 EXPORT_SYMBOL(bp_get_dsize_sync);
1859 EXPORT_SYMBOL(bp_get_dsize);
1860 EXPORT_SYMBOL(spa_has_slogs);
1861 EXPORT_SYMBOL(spa_is_root);
1862 EXPORT_SYMBOL(spa_writeable);
1863 EXPORT_SYMBOL(spa_mode);
1864
1865 EXPORT_SYMBOL(spa_namespace_lock);
1866
1867 module_param(zfs_deadman_synctime, ulong, 0644);
1868 MODULE_PARM_DESC(zfs_deadman_synctime,"Expire in units of zfs_txg_synctime_ms");
1869
1870 module_param(zfs_deadman_enabled, int, 0644);
1871 MODULE_PARM_DESC(zfs_deadman_enabled, "Enable deadman timer");
1872 #endif