granicus.if.org Git - zfs/blob - module/zfs/vdev_label.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 /*
  23  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  24  * Copyright (c) 2012, 2015 by Delphix. All rights reserved.
  25  */
  26
  27 /*
  28  * Virtual Device Labels
  29  * ---------------------
  30  *
  31  * The vdev label serves several distinct purposes:
  32  *
  33  *      1. Uniquely identify this device as part of a ZFS pool and confirm its
  34  *         identity within the pool.
  35  *
  36  *      2. Verify that all the devices given in a configuration are present
  37  *         within the pool.
  38  *
  39  *      3. Determine the uberblock for the pool.
  40  *
  41  *      4. In case of an import operation, determine the configuration of the
  42  *         toplevel vdev of which it is a part.
  43  *
  44  *      5. If an import operation cannot find all the devices in the pool,
  45  *         provide enough information to the administrator to determine which
  46  *         devices are missing.
  47  *
  48  * It is important to note that while the kernel is responsible for writing the
  49  * label, it only consumes the information in the first three cases.  The
  50  * latter information is only consumed in userland when determining the
  51  * configuration to import a pool.
  52  *
  53  *
  54  * Label Organization
  55  * ------------------
  56  *
  57  * Before describing the contents of the label, it's important to understand how
  58  * the labels are written and updated with respect to the uberblock.
  59  *
  60  * When the pool configuration is altered, either because it was newly created
  61  * or a device was added, we want to update all the labels such that we can deal
  62  * with fatal failure at any point.  To this end, each disk has two labels which
  63  * are updated before and after the uberblock is synced.  Assuming we have
  64  * labels and an uberblock with the following transaction groups:
  65  *
  66  *              L1          UB          L2
  67  *           +------+    +------+    +------+
  68  *           |      |    |      |    |      |
  69  *           | t10  |    | t10  |    | t10  |
  70  *           |      |    |      |    |      |
  71  *           +------+    +------+    +------+
  72  *
  73  * In this stable state, the labels and the uberblock were all updated within
  74  * the same transaction group (10).  Each label is mirrored and checksummed, so
  75  * that we can detect when we fail partway through writing the label.
  76  *
  77  * In order to identify which labels are valid, the labels are written in the
  78  * following manner:
  79  *
  80  *      1. For each vdev, update 'L1' to the new label
  81  *      2. Update the uberblock
  82  *      3. For each vdev, update 'L2' to the new label
  83  *
  84  * Given arbitrary failure, we can determine the correct label to use based on
  85  * the transaction group.  If we fail after updating L1 but before updating the
  86  * UB, we will notice that L1's transaction group is greater than the uberblock,
  87  * so L2 must be valid.  If we fail after writing the uberblock but before
  88  * writing L2, we will notice that L2's transaction group is less than L1, and
  89  * therefore L1 is valid.
  90  *
  91  * Another added complexity is that not every label is updated when the config
  92  * is synced.  If we add a single device, we do not want to have to re-write
  93  * every label for every device in the pool.  This means that both L1 and L2 may
  94  * be older than the pool uberblock, because the necessary information is stored
  95  * on another vdev.
  96  *
  97  *
  98  * On-disk Format
  99  * --------------
 100  *
 101  * The vdev label consists of two distinct parts, and is wrapped within the
 102  * vdev_label_t structure.  The label includes 8k of padding to permit legacy
 103  * VTOC disk labels, but is otherwise ignored.
 104  *
 105  * The first half of the label is a packed nvlist which contains pool wide
 106  * properties, per-vdev properties, and configuration information.  It is
 107  * described in more detail below.
 108  *
 109  * The latter half of the label consists of a redundant array of uberblocks.
 110  * These uberblocks are updated whenever a transaction group is committed,
 111  * or when the configuration is updated.  When a pool is loaded, we scan each
 112  * vdev for the 'best' uberblock.
 113  *
 114  *
 115  * Configuration Information
 116  * -------------------------
 117  *
 118  * The nvlist describing the pool and vdev contains the following elements:
 119  *
 120  *      version         ZFS on-disk version
 121  *      name            Pool name
 122  *      state           Pool state
 123  *      txg             Transaction group in which this label was written
 124  *      pool_guid       Unique identifier for this pool
 125  *      vdev_tree       An nvlist describing vdev tree.
 126  *      features_for_read
 127  *                      An nvlist of the features necessary for reading the MOS.
 128  *
 129  * Each leaf device label also contains the following:
 130  *
 131  *      top_guid        Unique ID for top-level vdev in which this is contained
 132  *      guid            Unique ID for the leaf vdev
 133  *
 134  * The 'vs' configuration follows the format described in 'spa_config.c'.
 135  */
 136
 137 #include <sys/zfs_context.h>
 138 #include <sys/spa.h>
 139 #include <sys/spa_impl.h>
 140 #include <sys/dmu.h>
 141 #include <sys/zap.h>
 142 #include <sys/vdev.h>
 143 #include <sys/vdev_impl.h>
 144 #include <sys/uberblock_impl.h>
 145 #include <sys/metaslab.h>
 146 #include <sys/zio.h>
 147 #include <sys/dsl_scan.h>
 148 #include <sys/abd.h>
 149 #include <sys/fs/zfs.h>
 150
 151 /*
 152  * Basic routines to read and write from a vdev label.
 153  * Used throughout the rest of this file.
 154  */
 155 uint64_t
 156 vdev_label_offset(uint64_t psize, int l, uint64_t offset)
 157 {
 158         ASSERT(offset < sizeof (vdev_label_t));
 159         ASSERT(P2PHASE_TYPED(psize, sizeof (vdev_label_t), uint64_t) == 0);
 160
 161         return (offset + l * sizeof (vdev_label_t) + (l < VDEV_LABELS / 2 ?
 162             0 : psize - VDEV_LABELS * sizeof (vdev_label_t)));
 163 }
 164
 165 /*
 166  * Returns back the vdev label associated with the passed in offset.
 167  */
 168 int
 169 vdev_label_number(uint64_t psize, uint64_t offset)
 170 {
 171         int l;
 172
 173         if (offset >= psize - VDEV_LABEL_END_SIZE) {
 174                 offset -= psize - VDEV_LABEL_END_SIZE;
 175                 offset += (VDEV_LABELS / 2) * sizeof (vdev_label_t);
 176         }
 177         l = offset / sizeof (vdev_label_t);
 178         return (l < VDEV_LABELS ? l : -1);
 179 }
 180
 181 static void
 182 vdev_label_read(zio_t *zio, vdev_t *vd, int l, abd_t *buf, uint64_t offset,
 183     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private, int flags)
 184 {
 185         ASSERT(
 186             spa_config_held(zio->io_spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE ||
 187             spa_config_held(zio->io_spa, SCL_STATE, RW_WRITER) == SCL_STATE);
 188         ASSERT(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER);
 189
 190         zio_nowait(zio_read_phys(zio, vd,
 191             vdev_label_offset(vd->vdev_psize, l, offset),
 192             size, buf, ZIO_CHECKSUM_LABEL, done, private,
 193             ZIO_PRIORITY_SYNC_READ, flags, B_TRUE));
 194 }
 195
 196 void
 197 vdev_label_write(zio_t *zio, vdev_t *vd, int l, abd_t *buf, uint64_t offset,
 198     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private, int flags)
 199 {
 200         ASSERT(
 201             spa_config_held(zio->io_spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE ||
 202             spa_config_held(zio->io_spa, SCL_STATE, RW_WRITER) == SCL_STATE);
 203         ASSERT(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER);
 204
 205         zio_nowait(zio_write_phys(zio, vd,
 206             vdev_label_offset(vd->vdev_psize, l, offset),
 207             size, buf, ZIO_CHECKSUM_LABEL, done, private,
 208             ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE, flags, B_TRUE));
 209 }
 210
 211 /*
 212  * Generate the nvlist representing this vdev's stats
 213  */
 214 void
 215 vdev_config_generate_stats(vdev_t *vd, nvlist_t *nv)
 216 {
 217         nvlist_t *nvx;
 218         vdev_stat_t *vs;
 219         vdev_stat_ex_t *vsx;
 220
 221         vs = kmem_alloc(sizeof (*vs), KM_SLEEP);
 222         vsx = kmem_alloc(sizeof (*vsx), KM_SLEEP);
 223
 224         vdev_get_stats_ex(vd, vs, vsx);
 225         fnvlist_add_uint64_array(nv, ZPOOL_CONFIG_VDEV_STATS,
 226             (uint64_t *)vs, sizeof (*vs) / sizeof (uint64_t));
 227
 228         kmem_free(vs, sizeof (*vs));
 229
 230         /*
 231          * Add extended stats into a special extended stats nvlist.  This keeps
 232          * all the extended stats nicely grouped together.  The extended stats
 233          * nvlist is then added to the main nvlist.
 234          */
 235         nvx = fnvlist_alloc();
 236
 237         /* ZIOs in flight to disk */
 238         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_R_ACTIVE_QUEUE,
 239             vsx->vsx_active_queue[ZIO_PRIORITY_SYNC_READ]);
 240
 241         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_W_ACTIVE_QUEUE,
 242             vsx->vsx_active_queue[ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE]);
 243
 244         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_R_ACTIVE_QUEUE,
 245             vsx->vsx_active_queue[ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ]);
 246
 247         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_W_ACTIVE_QUEUE,
 248             vsx->vsx_active_queue[ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE]);
 249
 250         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SCRUB_ACTIVE_QUEUE,
 251             vsx->vsx_active_queue[ZIO_PRIORITY_SCRUB]);
 252
 253         /* ZIOs pending */
 254         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_R_PEND_QUEUE,
 255             vsx->vsx_pend_queue[ZIO_PRIORITY_SYNC_READ]);
 256
 257         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_W_PEND_QUEUE,
 258             vsx->vsx_pend_queue[ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE]);
 259
 260         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_R_PEND_QUEUE,
 261             vsx->vsx_pend_queue[ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ]);
 262
 263         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_W_PEND_QUEUE,
 264             vsx->vsx_pend_queue[ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE]);
 265
 266         fnvlist_add_uint64(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SCRUB_PEND_QUEUE,
 267             vsx->vsx_pend_queue[ZIO_PRIORITY_SCRUB]);
 268
 269         /* Histograms */
 270         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TOT_R_LAT_HISTO,
 271             vsx->vsx_total_histo[ZIO_TYPE_READ],
 272             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_total_histo[ZIO_TYPE_READ]));
 273
 274         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TOT_W_LAT_HISTO,
 275             vsx->vsx_total_histo[ZIO_TYPE_WRITE],
 276             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_total_histo[ZIO_TYPE_WRITE]));
 277
 278         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_DISK_R_LAT_HISTO,
 279             vsx->vsx_disk_histo[ZIO_TYPE_READ],
 280             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_disk_histo[ZIO_TYPE_READ]));
 281
 282         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_DISK_W_LAT_HISTO,
 283             vsx->vsx_disk_histo[ZIO_TYPE_WRITE],
 284             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_disk_histo[ZIO_TYPE_WRITE]));
 285
 286         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_R_LAT_HISTO,
 287             vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_READ],
 288             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_READ]));
 289
 290         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_W_LAT_HISTO,
 291             vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE],
 292             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE]));
 293
 294         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_R_LAT_HISTO,
 295             vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ],
 296             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ]));
 297
 298         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_W_LAT_HISTO,
 299             vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE],
 300             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE]));
 301
 302         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SCRUB_LAT_HISTO,
 303             vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_SCRUB],
 304             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_queue_histo[ZIO_PRIORITY_SCRUB]));
 305
 306         /* Request sizes */
 307         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_IND_R_HISTO,
 308             vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_READ],
 309             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_READ]));
 310
 311         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_IND_W_HISTO,
 312             vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE],
 313             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE]));
 314
 315         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_IND_R_HISTO,
 316             vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ],
 317             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ]));
 318
 319         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_IND_W_HISTO,
 320             vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE],
 321             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE]));
 322
 323         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_IND_SCRUB_HISTO,
 324             vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_SCRUB],
 325             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_ind_histo[ZIO_PRIORITY_SCRUB]));
 326
 327         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_AGG_R_HISTO,
 328             vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_READ],
 329             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_READ]));
 330
 331         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_SYNC_AGG_W_HISTO,
 332             vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE],
 333             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE]));
 334
 335         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_AGG_R_HISTO,
 336             vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ],
 337             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ]));
 338
 339         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ASYNC_AGG_W_HISTO,
 340             vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE],
 341             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE]));
 342
 343         fnvlist_add_uint64_array(nvx, ZPOOL_CONFIG_VDEV_AGG_SCRUB_HISTO,
 344             vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_SCRUB],
 345             ARRAY_SIZE(vsx->vsx_agg_histo[ZIO_PRIORITY_SCRUB]));
 346
 347         /* Add extended stats nvlist to main nvlist */
 348         fnvlist_add_nvlist(nv, ZPOOL_CONFIG_VDEV_STATS_EX, nvx);
 349
 350         fnvlist_free(nvx);
 351         kmem_free(vsx, sizeof (*vsx));
 352 }
 353
 354 /*
 355  * Generate the nvlist representing this vdev's config.
 356  */
 357 nvlist_t *
 358 vdev_config_generate(spa_t *spa, vdev_t *vd, boolean_t getstats,
 359     vdev_config_flag_t flags)
 360 {
 361         nvlist_t *nv = NULL;
 362         nv = fnvlist_alloc();
 363
 364         fnvlist_add_string(nv, ZPOOL_CONFIG_TYPE, vd->vdev_ops->vdev_op_type);
 365         if (!(flags & (VDEV_CONFIG_SPARE | VDEV_CONFIG_L2CACHE)))
 366                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_ID, vd->vdev_id);
 367         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_GUID, vd->vdev_guid);
 368
 369         if (vd->vdev_path != NULL)
 370                 fnvlist_add_string(nv, ZPOOL_CONFIG_PATH, vd->vdev_path);
 371
 372         if (vd->vdev_devid != NULL)
 373                 fnvlist_add_string(nv, ZPOOL_CONFIG_DEVID, vd->vdev_devid);
 374
 375         if (vd->vdev_physpath != NULL)
 376                 fnvlist_add_string(nv, ZPOOL_CONFIG_PHYS_PATH,
 377                     vd->vdev_physpath);
 378
 379         if (vd->vdev_enc_sysfs_path != NULL)
 380                 fnvlist_add_string(nv, ZPOOL_CONFIG_VDEV_ENC_SYSFS_PATH,
 381                     vd->vdev_enc_sysfs_path);
 382
 383         if (vd->vdev_fru != NULL)
 384                 fnvlist_add_string(nv, ZPOOL_CONFIG_FRU, vd->vdev_fru);
 385
 386         if (vd->vdev_nparity != 0) {
 387                 ASSERT(strcmp(vd->vdev_ops->vdev_op_type,
 388                     VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
 389
 390                 /*
 391                  * Make sure someone hasn't managed to sneak a fancy new vdev
 392                  * into a crufty old storage pool.
 393                  */
 394                 ASSERT(vd->vdev_nparity == 1 ||
 395                     (vd->vdev_nparity <= 2 &&
 396                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_RAIDZ2) ||
 397                     (vd->vdev_nparity <= 3 &&
 398                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_RAIDZ3));
 399
 400                 /*
 401                  * Note that we'll add the nparity tag even on storage pools
 402                  * that only support a single parity device -- older software
 403                  * will just ignore it.
 404                  */
 405                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_NPARITY, vd->vdev_nparity);
 406         }
 407
 408         if (vd->vdev_wholedisk != -1ULL)
 409                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_WHOLE_DISK,
 410                     vd->vdev_wholedisk);
 411
 412         if (vd->vdev_not_present)
 413                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_NOT_PRESENT, 1);
 414
 415         if (vd->vdev_isspare)
 416                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_IS_SPARE, 1);
 417
 418         if (!(flags & (VDEV_CONFIG_SPARE | VDEV_CONFIG_L2CACHE)) &&
 419             vd == vd->vdev_top) {
 420                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_METASLAB_ARRAY,
 421                     vd->vdev_ms_array);
 422                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_METASLAB_SHIFT,
 423                     vd->vdev_ms_shift);
 424                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, vd->vdev_ashift);
 425                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_ASIZE,
 426                     vd->vdev_asize);
 427                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_IS_LOG, vd->vdev_islog);
 428                 if (vd->vdev_removing)
 429                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_REMOVING,
 430                             vd->vdev_removing);
 431         }
 432
 433         if (vd->vdev_dtl_sm != NULL) {
 434                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_DTL,
 435                     space_map_object(vd->vdev_dtl_sm));
 436         }
 437
 438         if (vd->vdev_crtxg)
 439                 fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_CREATE_TXG, vd->vdev_crtxg);
 440
 441         if (flags & VDEV_CONFIG_MOS) {
 442                 if (vd->vdev_leaf_zap != 0) {
 443                         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
 444                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_VDEV_LEAF_ZAP,
 445                             vd->vdev_leaf_zap);
 446                 }
 447
 448                 if (vd->vdev_top_zap != 0) {
 449                         ASSERT(vd == vd->vdev_top);
 450                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TOP_ZAP,
 451                             vd->vdev_top_zap);
 452                 }
 453         }
 454
 455         if (getstats) {
 456                 pool_scan_stat_t ps;
 457
 458                 vdev_config_generate_stats(vd, nv);
 459
 460                 /* provide either current or previous scan information */
 461                 if (spa_scan_get_stats(spa, &ps) == 0) {
 462                         fnvlist_add_uint64_array(nv,
 463                             ZPOOL_CONFIG_SCAN_STATS, (uint64_t *)&ps,
 464                             sizeof (pool_scan_stat_t) / sizeof (uint64_t));
 465                 }
 466         }
 467
 468         if (!vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
 469                 nvlist_t **child;
 470                 int c, idx;
 471
 472                 ASSERT(!vd->vdev_ishole);
 473
 474                 child = kmem_alloc(vd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *),
 475                     KM_SLEEP);
 476
 477                 for (c = 0, idx = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
 478                         vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
 479
 480                         /*
 481                          * If we're generating an nvlist of removing
 482                          * vdevs then skip over any device which is
 483                          * not being removed.
 484                          */
 485                         if ((flags & VDEV_CONFIG_REMOVING) &&
 486                             !cvd->vdev_removing)
 487                                 continue;
 488
 489                         child[idx++] = vdev_config_generate(spa, cvd,
 490                             getstats, flags);
 491                 }
 492
 493                 if (idx) {
 494                         fnvlist_add_nvlist_array(nv, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 495                             child, idx);
 496                 }
 497
 498                 for (c = 0; c < idx; c++)
 499                         nvlist_free(child[c]);
 500
 501                 kmem_free(child, vd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
 502
 503         } else {
 504                 const char *aux = NULL;
 505
 506                 if (vd->vdev_offline && !vd->vdev_tmpoffline)
 507                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_OFFLINE, B_TRUE);
 508                 if (vd->vdev_resilver_txg != 0)
 509                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_RESILVER_TXG,
 510                             vd->vdev_resilver_txg);
 511                 if (vd->vdev_faulted)
 512                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_FAULTED, B_TRUE);
 513                 if (vd->vdev_degraded)
 514                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_DEGRADED, B_TRUE);
 515                 if (vd->vdev_removed)
 516                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_REMOVED, B_TRUE);
 517                 if (vd->vdev_unspare)
 518                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_UNSPARE, B_TRUE);
 519                 if (vd->vdev_ishole)
 520                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, B_TRUE);
 521
 522                 /* Set the reason why we're FAULTED/DEGRADED. */
 523                 switch (vd->vdev_stat.vs_aux) {
 524                 case VDEV_AUX_ERR_EXCEEDED:
 525                         aux = "err_exceeded";
 526                         break;
 527
 528                 case VDEV_AUX_EXTERNAL:
 529                         aux = "external";
 530                         break;
 531                 }
 532
 533                 if (aux != NULL && !vd->vdev_tmpoffline) {
 534                         fnvlist_add_string(nv, ZPOOL_CONFIG_AUX_STATE, aux);
 535                 } else {
 536                         /*
 537                          * We're healthy - clear any previous AUX_STATE values.
 538                          */
 539                         if (nvlist_exists(nv, ZPOOL_CONFIG_AUX_STATE))
 540                                 nvlist_remove_all(nv, ZPOOL_CONFIG_AUX_STATE);
 541                 }
 542
 543                 if (vd->vdev_splitting && vd->vdev_orig_guid != 0LL) {
 544                         fnvlist_add_uint64(nv, ZPOOL_CONFIG_ORIG_GUID,
 545                             vd->vdev_orig_guid);
 546                 }
 547         }
 548
 549         return (nv);
 550 }
 551
 552 /*
 553  * Generate a view of the top-level vdevs.  If we currently have holes
 554  * in the namespace, then generate an array which contains a list of holey
 555  * vdevs.  Additionally, add the number of top-level children that currently
 556  * exist.
 557  */
 558 void
 559 vdev_top_config_generate(spa_t *spa, nvlist_t *config)
 560 {
 561         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
 562         uint64_t *array;
 563         uint_t c, idx;
 564
 565         array = kmem_alloc(rvd->vdev_children * sizeof (uint64_t), KM_SLEEP);
 566
 567         for (c = 0, idx = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
 568                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
 569
 570                 if (tvd->vdev_ishole)
 571                         array[idx++] = c;
 572         }
 573
 574         if (idx) {
 575                 VERIFY(nvlist_add_uint64_array(config, ZPOOL_CONFIG_HOLE_ARRAY,
 576                     array, idx) == 0);
 577         }
 578
 579         VERIFY(nvlist_add_uint64(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_CHILDREN,
 580             rvd->vdev_children) == 0);
 581
 582         kmem_free(array, rvd->vdev_children * sizeof (uint64_t));
 583 }
 584
 585 /*
 586  * Returns the configuration from the label of the given vdev. For vdevs
 587  * which don't have a txg value stored on their label (i.e. spares/cache)
 588  * or have not been completely initialized (txg = 0) just return
 589  * the configuration from the first valid label we find. Otherwise,
 590  * find the most up-to-date label that does not exceed the specified
 591  * 'txg' value.
 592  */
 593 nvlist_t *
 594 vdev_label_read_config(vdev_t *vd, uint64_t txg)
 595 {
 596         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
 597         nvlist_t *config = NULL;
 598         vdev_phys_t *vp;
 599         abd_t *vp_abd;
 600         zio_t *zio;
 601         uint64_t best_txg = 0;
 602         int error = 0;
 603         int flags = ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_CANFAIL |
 604             ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
 605         int l;
 606
 607         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE_ALL, RW_WRITER) == SCL_STATE_ALL);
 608
 609         if (!vdev_readable(vd))
 610                 return (NULL);
 611
 612         vp_abd = abd_alloc_linear(sizeof (vdev_phys_t), B_TRUE);
 613         vp = abd_to_buf(vp_abd);
 614
 615 retry:
 616         for (l = 0; l < VDEV_LABELS; l++) {
 617                 nvlist_t *label = NULL;
 618
 619                 zio = zio_root(spa, NULL, NULL, flags);
 620
 621                 vdev_label_read(zio, vd, l, vp_abd,
 622                     offsetof(vdev_label_t, vl_vdev_phys),
 623                     sizeof (vdev_phys_t), NULL, NULL, flags);
 624
 625                 if (zio_wait(zio) == 0 &&
 626                     nvlist_unpack(vp->vp_nvlist, sizeof (vp->vp_nvlist),
 627                     &label, 0) == 0) {
 628                         uint64_t label_txg = 0;
 629
 630                         /*
 631                          * Auxiliary vdevs won't have txg values in their
 632                          * labels and newly added vdevs may not have been
 633                          * completely initialized so just return the
 634                          * configuration from the first valid label we
 635                          * encounter.
 636                          */
 637                         error = nvlist_lookup_uint64(label,
 638                             ZPOOL_CONFIG_POOL_TXG, &label_txg);
 639                         if ((error || label_txg == 0) && !config) {
 640                                 config = label;
 641                                 break;
 642                         } else if (label_txg <= txg && label_txg > best_txg) {
 643                                 best_txg = label_txg;
 644                                 nvlist_free(config);
 645                                 config = fnvlist_dup(label);
 646                         }
 647                 }
 648
 649                 if (label != NULL) {
 650                         nvlist_free(label);
 651                         label = NULL;
 652                 }
 653         }
 654
 655         if (config == NULL && !(flags & ZIO_FLAG_TRYHARD)) {
 656                 flags |= ZIO_FLAG_TRYHARD;
 657                 goto retry;
 658         }
 659
 660         abd_free(vp_abd);
 661
 662         return (config);
 663 }
 664
 665 /*
 666  * Determine if a device is in use.  The 'spare_guid' parameter will be filled
 667  * in with the device guid if this spare is active elsewhere on the system.
 668  */
 669 static boolean_t
 670 vdev_inuse(vdev_t *vd, uint64_t crtxg, vdev_labeltype_t reason,
 671     uint64_t *spare_guid, uint64_t *l2cache_guid)
 672 {
 673         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
 674         uint64_t state, pool_guid, device_guid, txg, spare_pool;
 675         uint64_t vdtxg = 0;
 676         nvlist_t *label;
 677
 678         if (spare_guid)
 679                 *spare_guid = 0ULL;
 680         if (l2cache_guid)
 681                 *l2cache_guid = 0ULL;
 682
 683         /*
 684          * Read the label, if any, and perform some basic sanity checks.
 685          */
 686         if ((label = vdev_label_read_config(vd, -1ULL)) == NULL)
 687                 return (B_FALSE);
 688
 689         (void) nvlist_lookup_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_CREATE_TXG,
 690             &vdtxg);
 691
 692         if (nvlist_lookup_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_POOL_STATE,
 693             &state) != 0 ||
 694             nvlist_lookup_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_GUID,
 695             &device_guid) != 0) {
 696                 nvlist_free(label);
 697                 return (B_FALSE);
 698         }
 699
 700         if (state != POOL_STATE_SPARE && state != POOL_STATE_L2CACHE &&
 701             (nvlist_lookup_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_POOL_GUID,
 702             &pool_guid) != 0 ||
 703             nvlist_lookup_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_POOL_TXG,
 704             &txg) != 0)) {
 705                 nvlist_free(label);
 706                 return (B_FALSE);
 707         }
 708
 709         nvlist_free(label);
 710
 711         /*
 712          * Check to see if this device indeed belongs to the pool it claims to
 713          * be a part of.  The only way this is allowed is if the device is a hot
 714          * spare (which we check for later on).
 715          */
 716         if (state != POOL_STATE_SPARE && state != POOL_STATE_L2CACHE &&
 717             !spa_guid_exists(pool_guid, device_guid) &&
 718             !spa_spare_exists(device_guid, NULL, NULL) &&
 719             !spa_l2cache_exists(device_guid, NULL))
 720                 return (B_FALSE);
 721
 722         /*
 723          * If the transaction group is zero, then this an initialized (but
 724          * unused) label.  This is only an error if the create transaction
 725          * on-disk is the same as the one we're using now, in which case the
 726          * user has attempted to add the same vdev multiple times in the same
 727          * transaction.
 728          */
 729         if (state != POOL_STATE_SPARE && state != POOL_STATE_L2CACHE &&
 730             txg == 0 && vdtxg == crtxg)
 731                 return (B_TRUE);
 732
 733         /*
 734          * Check to see if this is a spare device.  We do an explicit check for
 735          * spa_has_spare() here because it may be on our pending list of spares
 736          * to add.  We also check if it is an l2cache device.
 737          */
 738         if (spa_spare_exists(device_guid, &spare_pool, NULL) ||
 739             spa_has_spare(spa, device_guid)) {
 740                 if (spare_guid)
 741                         *spare_guid = device_guid;
 742
 743                 switch (reason) {
 744                 case VDEV_LABEL_CREATE:
 745                 case VDEV_LABEL_L2CACHE:
 746                         return (B_TRUE);
 747
 748                 case VDEV_LABEL_REPLACE:
 749                         return (!spa_has_spare(spa, device_guid) ||
 750                             spare_pool != 0ULL);
 751
 752                 case VDEV_LABEL_SPARE:
 753                         return (spa_has_spare(spa, device_guid));
 754                 default:
 755                         break;
 756                 }
 757         }
 758
 759         /*
 760          * Check to see if this is an l2cache device.
 761          */
 762         if (spa_l2cache_exists(device_guid, NULL))
 763                 return (B_TRUE);
 764
 765         /*
 766          * We can't rely on a pool's state if it's been imported
 767          * read-only.  Instead we look to see if the pools is marked
 768          * read-only in the namespace and set the state to active.
 769          */
 770         if (state != POOL_STATE_SPARE && state != POOL_STATE_L2CACHE &&
 771             (spa = spa_by_guid(pool_guid, device_guid)) != NULL &&
 772             spa_mode(spa) == FREAD)
 773                 state = POOL_STATE_ACTIVE;
 774
 775         /*
 776          * If the device is marked ACTIVE, then this device is in use by another
 777          * pool on the system.
 778          */
 779         return (state == POOL_STATE_ACTIVE);
 780 }
 781
 782 /*
 783  * Initialize a vdev label.  We check to make sure each leaf device is not in
 784  * use, and writable.  We put down an initial label which we will later
 785  * overwrite with a complete label.  Note that it's important to do this
 786  * sequentially, not in parallel, so that we catch cases of multiple use of the
 787  * same leaf vdev in the vdev we're creating -- e.g. mirroring a disk with
 788  * itself.
 789  */
 790 int
 791 vdev_label_init(vdev_t *vd, uint64_t crtxg, vdev_labeltype_t reason)
 792 {
 793         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
 794         nvlist_t *label;
 795         vdev_phys_t *vp;
 796         abd_t *vp_abd;
 797         abd_t *pad2;
 798         uberblock_t *ub;
 799         abd_t *ub_abd;
 800         zio_t *zio;
 801         char *buf;
 802         size_t buflen;
 803         int error;
 804         uint64_t spare_guid = 0, l2cache_guid = 0;
 805         int flags = ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_CANFAIL;
 806         int c, l;
 807         vdev_t *pvd;
 808
 809         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == SCL_ALL);
 810
 811         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
 812                 if ((error = vdev_label_init(vd->vdev_child[c],
 813                     crtxg, reason)) != 0)
 814                         return (error);
 815
 816         /* Track the creation time for this vdev */
 817         vd->vdev_crtxg = crtxg;
 818
 819         if (!vd->vdev_ops->vdev_op_leaf || !spa_writeable(spa))
 820                 return (0);
 821
 822         /*
 823          * Dead vdevs cannot be initialized.
 824          */
 825         if (vdev_is_dead(vd))
 826                 return (SET_ERROR(EIO));
 827
 828         /*
 829          * Determine if the vdev is in use.
 830          */
 831         if (reason != VDEV_LABEL_REMOVE && reason != VDEV_LABEL_SPLIT &&
 832             vdev_inuse(vd, crtxg, reason, &spare_guid, &l2cache_guid))
 833                 return (SET_ERROR(EBUSY));
 834
 835         /*
 836          * If this is a request to add or replace a spare or l2cache device
 837          * that is in use elsewhere on the system, then we must update the
 838          * guid (which was initialized to a random value) to reflect the
 839          * actual GUID (which is shared between multiple pools).
 840          */
 841         if (reason != VDEV_LABEL_REMOVE && reason != VDEV_LABEL_L2CACHE &&
 842             spare_guid != 0ULL) {
 843                 uint64_t guid_delta = spare_guid - vd->vdev_guid;
 844
 845                 vd->vdev_guid += guid_delta;
 846
 847                 for (pvd = vd; pvd != NULL; pvd = pvd->vdev_parent)
 848                         pvd->vdev_guid_sum += guid_delta;
 849
 850                 /*
 851                  * If this is a replacement, then we want to fallthrough to the
 852                  * rest of the code.  If we're adding a spare, then it's already
 853                  * labeled appropriately and we can just return.
 854                  */
 855                 if (reason == VDEV_LABEL_SPARE)
 856                         return (0);
 857                 ASSERT(reason == VDEV_LABEL_REPLACE ||
 858                     reason == VDEV_LABEL_SPLIT);
 859         }
 860
 861         if (reason != VDEV_LABEL_REMOVE && reason != VDEV_LABEL_SPARE &&
 862             l2cache_guid != 0ULL) {
 863                 uint64_t guid_delta = l2cache_guid - vd->vdev_guid;
 864
 865                 vd->vdev_guid += guid_delta;
 866
 867                 for (pvd = vd; pvd != NULL; pvd = pvd->vdev_parent)
 868                         pvd->vdev_guid_sum += guid_delta;
 869
 870                 /*
 871                  * If this is a replacement, then we want to fallthrough to the
 872                  * rest of the code.  If we're adding an l2cache, then it's
 873                  * already labeled appropriately and we can just return.
 874                  */
 875                 if (reason == VDEV_LABEL_L2CACHE)
 876                         return (0);
 877                 ASSERT(reason == VDEV_LABEL_REPLACE);
 878         }
 879
 880         /*
 881          * Initialize its label.
 882          */
 883         vp_abd = abd_alloc_linear(sizeof (vdev_phys_t), B_TRUE);
 884         abd_zero(vp_abd, sizeof (vdev_phys_t));
 885         vp = abd_to_buf(vp_abd);
 886
 887         /*
 888          * Generate a label describing the pool and our top-level vdev.
 889          * We mark it as being from txg 0 to indicate that it's not
 890          * really part of an active pool just yet.  The labels will
 891          * be written again with a meaningful txg by spa_sync().
 892          */
 893         if (reason == VDEV_LABEL_SPARE ||
 894             (reason == VDEV_LABEL_REMOVE && vd->vdev_isspare)) {
 895                 /*
 896                  * For inactive hot spares, we generate a special label that
 897                  * identifies as a mutually shared hot spare.  We write the
 898                  * label if we are adding a hot spare, or if we are removing an
 899                  * active hot spare (in which case we want to revert the
 900                  * labels).
 901                  */
 902                 VERIFY(nvlist_alloc(&label, NV_UNIQUE_NAME, KM_SLEEP) == 0);
 903
 904                 VERIFY(nvlist_add_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_VERSION,
 905                     spa_version(spa)) == 0);
 906                 VERIFY(nvlist_add_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_POOL_STATE,
 907                     POOL_STATE_SPARE) == 0);
 908                 VERIFY(nvlist_add_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_GUID,
 909                     vd->vdev_guid) == 0);
 910         } else if (reason == VDEV_LABEL_L2CACHE ||
 911             (reason == VDEV_LABEL_REMOVE && vd->vdev_isl2cache)) {
 912                 /*
 913                  * For level 2 ARC devices, add a special label.
 914                  */
 915                 VERIFY(nvlist_alloc(&label, NV_UNIQUE_NAME, KM_SLEEP) == 0);
 916
 917                 VERIFY(nvlist_add_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_VERSION,
 918                     spa_version(spa)) == 0);
 919                 VERIFY(nvlist_add_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_POOL_STATE,
 920                     POOL_STATE_L2CACHE) == 0);
 921                 VERIFY(nvlist_add_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_GUID,
 922                     vd->vdev_guid) == 0);
 923         } else {
 924                 uint64_t txg = 0ULL;
 925
 926                 if (reason == VDEV_LABEL_SPLIT)
 927                         txg = spa->spa_uberblock.ub_txg;
 928                 label = spa_config_generate(spa, vd, txg, B_FALSE);
 929
 930                 /*
 931                  * Add our creation time.  This allows us to detect multiple
 932                  * vdev uses as described above, and automatically expires if we
 933                  * fail.
 934                  */
 935                 VERIFY(nvlist_add_uint64(label, ZPOOL_CONFIG_CREATE_TXG,
 936                     crtxg) == 0);
 937         }
 938
 939         buf = vp->vp_nvlist;
 940         buflen = sizeof (vp->vp_nvlist);
 941
 942         error = nvlist_pack(label, &buf, &buflen, NV_ENCODE_XDR, KM_SLEEP);
 943         if (error != 0) {
 944                 nvlist_free(label);
 945                 abd_free(vp_abd);
 946                 /* EFAULT means nvlist_pack ran out of room */
 947                 return (SET_ERROR(error == EFAULT ? ENAMETOOLONG : EINVAL));
 948         }
 949
 950         /*
 951          * Initialize uberblock template.
 952          */
 953         ub_abd = abd_alloc_linear(VDEV_UBERBLOCK_RING, B_TRUE);
 954         abd_zero(ub_abd, VDEV_UBERBLOCK_RING);
 955         abd_copy_from_buf(ub_abd, &spa->spa_uberblock, sizeof (uberblock_t));
 956         ub = abd_to_buf(ub_abd);
 957         ub->ub_txg = 0;
 958
 959         /* Initialize the 2nd padding area. */
 960         pad2 = abd_alloc_for_io(VDEV_PAD_SIZE, B_TRUE);
 961         abd_zero(pad2, VDEV_PAD_SIZE);
 962
 963         /*
 964          * Write everything in parallel.
 965          */
 966 retry:
 967         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, flags);
 968
 969         for (l = 0; l < VDEV_LABELS; l++) {
 970
 971                 vdev_label_write(zio, vd, l, vp_abd,
 972                     offsetof(vdev_label_t, vl_vdev_phys),
 973                     sizeof (vdev_phys_t), NULL, NULL, flags);
 974
 975                 /*
 976                  * Skip the 1st padding area.
 977                  * Zero out the 2nd padding area where it might have
 978                  * left over data from previous filesystem format.
 979                  */
 980                 vdev_label_write(zio, vd, l, pad2,
 981                     offsetof(vdev_label_t, vl_pad2),
 982                     VDEV_PAD_SIZE, NULL, NULL, flags);
 983
 984                 vdev_label_write(zio, vd, l, ub_abd,
 985                     offsetof(vdev_label_t, vl_uberblock),
 986                     VDEV_UBERBLOCK_RING, NULL, NULL, flags);
 987         }
 988
 989         error = zio_wait(zio);
 990
 991         if (error != 0 && !(flags & ZIO_FLAG_TRYHARD)) {
 992                 flags |= ZIO_FLAG_TRYHARD;
 993                 goto retry;
 994         }
 995
 996         nvlist_free(label);
 997         abd_free(pad2);
 998         abd_free(ub_abd);
 999         abd_free(vp_abd);
1000
1001         /*
1002          * If this vdev hasn't been previously identified as a spare, then we
1003          * mark it as such only if a) we are labeling it as a spare, or b) it
1004          * exists as a spare elsewhere in the system.  Do the same for
1005          * level 2 ARC devices.
1006          */
1007         if (error == 0 && !vd->vdev_isspare &&
1008             (reason == VDEV_LABEL_SPARE ||
1009             spa_spare_exists(vd->vdev_guid, NULL, NULL)))
1010                 spa_spare_add(vd);
1011
1012         if (error == 0 && !vd->vdev_isl2cache &&
1013             (reason == VDEV_LABEL_L2CACHE ||
1014             spa_l2cache_exists(vd->vdev_guid, NULL)))
1015                 spa_l2cache_add(vd);
1016
1017         return (error);
1018 }
1019
1020 /*
1021  * ==========================================================================
1022  * uberblock load/sync
1023  * ==========================================================================
1024  */
1025
1026 /*
1027  * Consider the following situation: txg is safely synced to disk.  We've
1028  * written the first uberblock for txg + 1, and then we lose power.  When we
1029  * come back up, we fail to see the uberblock for txg + 1 because, say,
1030  * it was on a mirrored device and the replica to which we wrote txg + 1
1031  * is now offline.  If we then make some changes and sync txg + 1, and then
1032  * the missing replica comes back, then for a few seconds we'll have two
1033  * conflicting uberblocks on disk with the same txg.  The solution is simple:
1034  * among uberblocks with equal txg, choose the one with the latest timestamp.
1035  */
1036 static int
1037 vdev_uberblock_compare(const uberblock_t *ub1, const uberblock_t *ub2)
1038 {
1039         int cmp = AVL_CMP(ub1->ub_txg, ub2->ub_txg);
1040         if (likely(cmp))
1041                 return (cmp);
1042
1043         return (AVL_CMP(ub1->ub_timestamp, ub2->ub_timestamp));
1044 }
1045
1046 struct ubl_cbdata {
1047         uberblock_t     *ubl_ubbest;    /* Best uberblock */
1048         vdev_t          *ubl_vd;        /* vdev associated with the above */
1049 };
1050
1051 static void
1052 vdev_uberblock_load_done(zio_t *zio)
1053 {
1054         vdev_t *vd = zio->io_vd;
1055         spa_t *spa = zio->io_spa;
1056         zio_t *rio = zio->io_private;
1057         uberblock_t *ub = abd_to_buf(zio->io_abd);
1058         struct ubl_cbdata *cbp = rio->io_private;
1059
1060         ASSERT3U(zio->io_size, ==, VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd));
1061
1062         if (zio->io_error == 0 && uberblock_verify(ub) == 0) {
1063                 mutex_enter(&rio->io_lock);
1064                 if (ub->ub_txg <= spa->spa_load_max_txg &&
1065                     vdev_uberblock_compare(ub, cbp->ubl_ubbest) > 0) {
1066                         /*
1067                          * Keep track of the vdev in which this uberblock
1068                          * was found. We will use this information later
1069                          * to obtain the config nvlist associated with
1070                          * this uberblock.
1071                          */
1072                         *cbp->ubl_ubbest = *ub;
1073                         cbp->ubl_vd = vd;
1074                 }
1075                 mutex_exit(&rio->io_lock);
1076         }
1077
1078         abd_free(zio->io_abd);
1079 }
1080
1081 static void
1082 vdev_uberblock_load_impl(zio_t *zio, vdev_t *vd, int flags,
1083     struct ubl_cbdata *cbp)
1084 {
1085         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
1086                 vdev_uberblock_load_impl(zio, vd->vdev_child[c], flags, cbp);
1087
1088         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && vdev_readable(vd)) {
1089                 for (int l = 0; l < VDEV_LABELS; l++) {
1090                         for (int n = 0; n < VDEV_UBERBLOCK_COUNT(vd); n++) {
1091                                 vdev_label_read(zio, vd, l,
1092                                     abd_alloc_linear(VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd),
1093                                     B_TRUE), VDEV_UBERBLOCK_OFFSET(vd, n),
1094                                     VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd),
1095                                     vdev_uberblock_load_done, zio, flags);
1096                         }
1097                 }
1098         }
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Reads the 'best' uberblock from disk along with its associated
1103  * configuration. First, we read the uberblock array of each label of each
1104  * vdev, keeping track of the uberblock with the highest txg in each array.
1105  * Then, we read the configuration from the same vdev as the best uberblock.
1106  */
1107 void
1108 vdev_uberblock_load(vdev_t *rvd, uberblock_t *ub, nvlist_t **config)
1109 {
1110         zio_t *zio;
1111         spa_t *spa = rvd->vdev_spa;
1112         struct ubl_cbdata cb;
1113         int flags = ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_CANFAIL |
1114             ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_TRYHARD;
1115
1116         ASSERT(ub);
1117         ASSERT(config);
1118
1119         bzero(ub, sizeof (uberblock_t));
1120         *config = NULL;
1121
1122         cb.ubl_ubbest = ub;
1123         cb.ubl_vd = NULL;
1124
1125         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
1126         zio = zio_root(spa, NULL, &cb, flags);
1127         vdev_uberblock_load_impl(zio, rvd, flags, &cb);
1128         (void) zio_wait(zio);
1129
1130         /*
1131          * It's possible that the best uberblock was discovered on a label
1132          * that has a configuration which was written in a future txg.
1133          * Search all labels on this vdev to find the configuration that
1134          * matches the txg for our uberblock.
1135          */
1136         if (cb.ubl_vd != NULL)
1137                 *config = vdev_label_read_config(cb.ubl_vd, ub->ub_txg);
1138         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
1139 }
1140
1141 /*
1142  * For use when a leaf vdev is expanded.
1143  * The location of labels 2 and 3 changed, and at the new location the
1144  * uberblock rings are either empty or contain garbage.  The sync will write
1145  * new configs there because the vdev is dirty, but expansion also needs the
1146  * uberblock rings copied.  Read them from label 0 which did not move.
1147  *
1148  * Since the point is to populate labels {2,3} with valid uberblocks,
1149  * we zero uberblocks we fail to read or which are not valid.
1150  */
1151
1152 static void
1153 vdev_copy_uberblocks(vdev_t *vd)
1154 {
1155         abd_t *ub_abd;
1156         zio_t *write_zio;
1157         int locks = (SCL_L2ARC | SCL_ZIO);
1158         int flags = ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_CANFAIL |
1159             ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
1160
1161         ASSERT(spa_config_held(vd->vdev_spa, SCL_STATE, RW_READER) ==
1162             SCL_STATE);
1163         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1164
1165         spa_config_enter(vd->vdev_spa, locks, FTAG, RW_READER);
1166
1167         ub_abd = abd_alloc(VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd), B_TRUE);
1168
1169         write_zio = zio_root(vd->vdev_spa, NULL, NULL, flags);
1170         for (int n = 0; n < VDEV_UBERBLOCK_COUNT(vd); n++) {
1171                 const int src_label = 0;
1172                 zio_t *zio;
1173
1174                 zio = zio_root(vd->vdev_spa, NULL, NULL, flags);
1175                 vdev_label_read(zio, vd, src_label, ub_abd,
1176                     VDEV_UBERBLOCK_OFFSET(vd, n), VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd),
1177                     NULL, NULL, flags);
1178
1179                 if (zio_wait(zio) || uberblock_verify(abd_to_buf(ub_abd)))
1180                         abd_zero(ub_abd, VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd));
1181
1182                 for (int l = 2; l < VDEV_LABELS; l++)
1183                         vdev_label_write(write_zio, vd, l, ub_abd,
1184                             VDEV_UBERBLOCK_OFFSET(vd, n),
1185                             VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd), NULL, NULL,
1186                             flags | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE);
1187         }
1188         (void) zio_wait(write_zio);
1189
1190         spa_config_exit(vd->vdev_spa, locks, FTAG);
1191
1192         abd_free(ub_abd);
1193 }
1194
1195 /*
1196  * On success, increment root zio's count of good writes.
1197  * We only get credit for writes to known-visible vdevs; see spa_vdev_add().
1198  */
1199 static void
1200 vdev_uberblock_sync_done(zio_t *zio)
1201 {
1202         uint64_t *good_writes = zio->io_private;
1203
1204         if (zio->io_error == 0 && zio->io_vd->vdev_top->vdev_ms_array != 0)
1205                 atomic_inc_64(good_writes);
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Write the uberblock to all labels of all leaves of the specified vdev.
1210  */
1211 static void
1212 vdev_uberblock_sync(zio_t *zio, uberblock_t *ub, vdev_t *vd, int flags)
1213 {
1214         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
1215                 vdev_uberblock_sync(zio, ub, vd->vdev_child[c], flags);
1216
1217         if (!vd->vdev_ops->vdev_op_leaf)
1218                 return;
1219
1220         if (!vdev_writeable(vd))
1221                 return;
1222
1223         /* If the vdev was expanded, need to copy uberblock rings. */
1224         if (vd->vdev_state == VDEV_STATE_HEALTHY &&
1225             vd->vdev_copy_uberblocks == B_TRUE) {
1226                 vdev_copy_uberblocks(vd);
1227                 vd->vdev_copy_uberblocks = B_FALSE;
1228         }
1229
1230         int m = spa_multihost(vd->vdev_spa) ? MMP_BLOCKS_PER_LABEL : 0;
1231         int n = ub->ub_txg % (VDEV_UBERBLOCK_COUNT(vd) - m);
1232
1233         /* Copy the uberblock_t into the ABD */
1234         abd_t *ub_abd = abd_alloc_for_io(VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd), B_TRUE);
1235         abd_zero(ub_abd, VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd));
1236         abd_copy_from_buf(ub_abd, ub, sizeof (uberblock_t));
1237
1238         for (int l = 0; l < VDEV_LABELS; l++)
1239                 vdev_label_write(zio, vd, l, ub_abd,
1240                     VDEV_UBERBLOCK_OFFSET(vd, n), VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd),
1241                     vdev_uberblock_sync_done, zio->io_private,
1242                     flags | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE);
1243
1244         abd_free(ub_abd);
1245 }
1246
1247 /* Sync the uberblocks to all vdevs in svd[] */
1248 int
1249 vdev_uberblock_sync_list(vdev_t **svd, int svdcount, uberblock_t *ub, int flags)
1250 {
1251         spa_t *spa = svd[0]->vdev_spa;
1252         zio_t *zio;
1253         uint64_t good_writes = 0;
1254         int v;
1255
1256         zio = zio_root(spa, NULL, &good_writes, flags);
1257
1258         for (v = 0; v < svdcount; v++)
1259                 vdev_uberblock_sync(zio, ub, svd[v], flags);
1260
1261         (void) zio_wait(zio);
1262
1263         /*
1264          * Flush the uberblocks to disk.  This ensures that the odd labels
1265          * are no longer needed (because the new uberblocks and the even
1266          * labels are safely on disk), so it is safe to overwrite them.
1267          */
1268         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, flags);
1269
1270         for (v = 0; v < svdcount; v++)
1271                 zio_flush(zio, svd[v]);
1272
1273         (void) zio_wait(zio);
1274
1275         return (good_writes >= 1 ? 0 : EIO);
1276 }
1277
1278 /*
1279  * On success, increment the count of good writes for our top-level vdev.
1280  */
1281 static void
1282 vdev_label_sync_done(zio_t *zio)
1283 {
1284         uint64_t *good_writes = zio->io_private;
1285
1286         if (zio->io_error == 0)
1287                 atomic_inc_64(good_writes);
1288 }
1289
1290 /*
1291  * If there weren't enough good writes, indicate failure to the parent.
1292  */
1293 static void
1294 vdev_label_sync_top_done(zio_t *zio)
1295 {
1296         uint64_t *good_writes = zio->io_private;
1297
1298         if (*good_writes == 0)
1299                 zio->io_error = SET_ERROR(EIO);
1300
1301         kmem_free(good_writes, sizeof (uint64_t));
1302 }
1303
1304 /*
1305  * We ignore errors for log and cache devices, simply free the private data.
1306  */
1307 static void
1308 vdev_label_sync_ignore_done(zio_t *zio)
1309 {
1310         kmem_free(zio->io_private, sizeof (uint64_t));
1311 }
1312
1313 /*
1314  * Write all even or odd labels to all leaves of the specified vdev.
1315  */
1316 static void
1317 vdev_label_sync(zio_t *zio, vdev_t *vd, int l, uint64_t txg, int flags)
1318 {
1319         nvlist_t *label;
1320         vdev_phys_t *vp;
1321         abd_t *vp_abd;
1322         char *buf;
1323         size_t buflen;
1324         int c;
1325
1326         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
1327                 vdev_label_sync(zio, vd->vdev_child[c], l, txg, flags);
1328
1329         if (!vd->vdev_ops->vdev_op_leaf)
1330                 return;
1331
1332         if (!vdev_writeable(vd))
1333                 return;
1334
1335         /*
1336          * Generate a label describing the top-level config to which we belong.
1337          */
1338         label = spa_config_generate(vd->vdev_spa, vd, txg, B_FALSE);
1339
1340         vp_abd = abd_alloc_linear(sizeof (vdev_phys_t), B_TRUE);
1341         abd_zero(vp_abd, sizeof (vdev_phys_t));
1342         vp = abd_to_buf(vp_abd);
1343
1344         buf = vp->vp_nvlist;
1345         buflen = sizeof (vp->vp_nvlist);
1346
1347         if (!nvlist_pack(label, &buf, &buflen, NV_ENCODE_XDR, KM_SLEEP)) {
1348                 for (; l < VDEV_LABELS; l += 2) {
1349                         vdev_label_write(zio, vd, l, vp_abd,
1350                             offsetof(vdev_label_t, vl_vdev_phys),
1351                             sizeof (vdev_phys_t),
1352                             vdev_label_sync_done, zio->io_private,
1353                             flags | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE);
1354                 }
1355         }
1356
1357         abd_free(vp_abd);
1358         nvlist_free(label);
1359 }
1360
1361 int
1362 vdev_label_sync_list(spa_t *spa, int l, uint64_t txg, int flags)
1363 {
1364         list_t *dl = &spa->spa_config_dirty_list;
1365         vdev_t *vd;
1366         zio_t *zio;
1367         int error;
1368
1369         /*
1370          * Write the new labels to disk.
1371          */
1372         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, flags);
1373
1374         for (vd = list_head(dl); vd != NULL; vd = list_next(dl, vd)) {
1375                 uint64_t *good_writes;
1376                 zio_t *vio;
1377
1378                 ASSERT(!vd->vdev_ishole);
1379
1380                 good_writes = kmem_zalloc(sizeof (uint64_t), KM_SLEEP);
1381                 vio = zio_null(zio, spa, NULL,
1382                     (vd->vdev_islog || vd->vdev_aux != NULL) ?
1383                     vdev_label_sync_ignore_done : vdev_label_sync_top_done,
1384                     good_writes, flags);
1385                 vdev_label_sync(vio, vd, l, txg, flags);
1386                 zio_nowait(vio);
1387         }
1388
1389         error = zio_wait(zio);
1390
1391         /*
1392          * Flush the new labels to disk.
1393          */
1394         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, flags);
1395
1396         for (vd = list_head(dl); vd != NULL; vd = list_next(dl, vd))
1397                 zio_flush(zio, vd);
1398
1399         (void) zio_wait(zio);
1400
1401         return (error);
1402 }
1403
1404 /*
1405  * Sync the uberblock and any changes to the vdev configuration.
1406  *
1407  * The order of operations is carefully crafted to ensure that
1408  * if the system panics or loses power at any time, the state on disk
1409  * is still transactionally consistent.  The in-line comments below
1410  * describe the failure semantics at each stage.
1411  *
1412  * Moreover, vdev_config_sync() is designed to be idempotent: if it fails
1413  * at any time, you can just call it again, and it will resume its work.
1414  */
1415 int
1416 vdev_config_sync(vdev_t **svd, int svdcount, uint64_t txg)
1417 {
1418         spa_t *spa = svd[0]->vdev_spa;
1419         uberblock_t *ub = &spa->spa_uberblock;
1420         vdev_t *vd;
1421         zio_t *zio;
1422         int error = 0;
1423         int flags = ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_CANFAIL;
1424
1425 retry:
1426         /*
1427          * Normally, we don't want to try too hard to write every label and
1428          * uberblock.  If there is a flaky disk, we don't want the rest of the
1429          * sync process to block while we retry.  But if we can't write a
1430          * single label out, we should retry with ZIO_FLAG_TRYHARD before
1431          * bailing out and declaring the pool faulted.
1432          */
1433         if (error != 0) {
1434                 if ((flags & ZIO_FLAG_TRYHARD) != 0)
1435                         return (error);
1436                 flags |= ZIO_FLAG_TRYHARD;
1437         }
1438
1439         ASSERT(ub->ub_txg <= txg);
1440
1441         /*
1442          * If this isn't a resync due to I/O errors,
1443          * and nothing changed in this transaction group,
1444          * and the vdev configuration hasn't changed,
1445          * then there's nothing to do.
1446          */
1447         if (ub->ub_txg < txg) {
1448                 boolean_t changed = uberblock_update(ub, spa->spa_root_vdev,
1449                     txg, spa->spa_mmp.mmp_delay);
1450
1451                 if (!changed && list_is_empty(&spa->spa_config_dirty_list))
1452                         return (0);
1453         }
1454
1455         if (txg > spa_freeze_txg(spa))
1456                 return (0);
1457
1458         ASSERT(txg <= spa->spa_final_txg);
1459
1460         /*
1461          * Flush the write cache of every disk that's been written to
1462          * in this transaction group.  This ensures that all blocks
1463          * written in this txg will be committed to stable storage
1464          * before any uberblock that references them.
1465          */
1466         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, flags);
1467
1468         for (vd = txg_list_head(&spa->spa_vdev_txg_list, TXG_CLEAN(txg)); vd;
1469             vd = txg_list_next(&spa->spa_vdev_txg_list, vd, TXG_CLEAN(txg)))
1470                 zio_flush(zio, vd);
1471
1472         (void) zio_wait(zio);
1473
1474         /*
1475          * Sync out the even labels (L0, L2) for every dirty vdev.  If the
1476          * system dies in the middle of this process, that's OK: all of the
1477          * even labels that made it to disk will be newer than any uberblock,
1478          * and will therefore be considered invalid.  The odd labels (L1, L3),
1479          * which have not yet been touched, will still be valid.  We flush
1480          * the new labels to disk to ensure that all even-label updates
1481          * are committed to stable storage before the uberblock update.
1482          */
1483         if ((error = vdev_label_sync_list(spa, 0, txg, flags)) != 0)
1484                 goto retry;
1485
1486         /*
1487          * Sync the uberblocks to all vdevs in svd[].
1488          * If the system dies in the middle of this step, there are two cases
1489          * to consider, and the on-disk state is consistent either way:
1490          *
1491          * (1)  If none of the new uberblocks made it to disk, then the
1492          *      previous uberblock will be the newest, and the odd labels
1493          *      (which had not yet been touched) will be valid with respect
1494          *      to that uberblock.
1495          *
1496          * (2)  If one or more new uberblocks made it to disk, then they
1497          *      will be the newest, and the even labels (which had all
1498          *      been successfully committed) will be valid with respect
1499          *      to the new uberblocks.
1500          */
1501         if ((error = vdev_uberblock_sync_list(svd, svdcount, ub, flags)) != 0)
1502                 goto retry;
1503
1504
1505         if (spa_multihost(spa))
1506                 mmp_update_uberblock(spa, ub);
1507
1508         /*
1509          * Sync out odd labels for every dirty vdev.  If the system dies
1510          * in the middle of this process, the even labels and the new
1511          * uberblocks will suffice to open the pool.  The next time
1512          * the pool is opened, the first thing we'll do -- before any
1513          * user data is modified -- is mark every vdev dirty so that
1514          * all labels will be brought up to date.  We flush the new labels
1515          * to disk to ensure that all odd-label updates are committed to
1516          * stable storage before the next transaction group begins.
1517          */
1518         if ((error = vdev_label_sync_list(spa, 1, txg, flags)) != 0)
1519                 goto retry;
1520
1521         return (0);
1522 }