]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/contrib/openzfs/module/zfs/dsl_scan.c
MFV 2.0-rc2
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / contrib / openzfs / module / zfs / dsl_scan.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) 2008, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2011, 2018 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright 2016 Gary Mills
25  * Copyright (c) 2017, 2019, Datto Inc. All rights reserved.
26  * Copyright (c) 2015, Nexenta Systems, Inc. All rights reserved.
27  * Copyright 2019 Joyent, Inc.
28  */
29
30 #include <sys/dsl_scan.h>
31 #include <sys/dsl_pool.h>
32 #include <sys/dsl_dataset.h>
33 #include <sys/dsl_prop.h>
34 #include <sys/dsl_dir.h>
35 #include <sys/dsl_synctask.h>
36 #include <sys/dnode.h>
37 #include <sys/dmu_tx.h>
38 #include <sys/dmu_objset.h>
39 #include <sys/arc.h>
40 #include <sys/zap.h>
41 #include <sys/zio.h>
42 #include <sys/zfs_context.h>
43 #include <sys/fs/zfs.h>
44 #include <sys/zfs_znode.h>
45 #include <sys/spa_impl.h>
46 #include <sys/vdev_impl.h>
47 #include <sys/zil_impl.h>
48 #include <sys/zio_checksum.h>
49 #include <sys/ddt.h>
50 #include <sys/sa.h>
51 #include <sys/sa_impl.h>
52 #include <sys/zfeature.h>
53 #include <sys/abd.h>
54 #include <sys/range_tree.h>
55 #ifdef _KERNEL
56 #include <sys/zfs_vfsops.h>
57 #endif
58
59 /*
60  * Grand theory statement on scan queue sorting
61  *
62  * Scanning is implemented by recursively traversing all indirection levels
63  * in an object and reading all blocks referenced from said objects. This
64  * results in us approximately traversing the object from lowest logical
65  * offset to the highest. For best performance, we would want the logical
66  * blocks to be physically contiguous. However, this is frequently not the
67  * case with pools given the allocation patterns of copy-on-write filesystems.
68  * So instead, we put the I/Os into a reordering queue and issue them in a
69  * way that will most benefit physical disks (LBA-order).
70  *
71  * Queue management:
72  *
73  * Ideally, we would want to scan all metadata and queue up all block I/O
74  * prior to starting to issue it, because that allows us to do an optimal
75  * sorting job. This can however consume large amounts of memory. Therefore
76  * we continuously monitor the size of the queues and constrain them to 5%
77  * (zfs_scan_mem_lim_fact) of physmem. If the queues grow larger than this
78  * limit, we clear out a few of the largest extents at the head of the queues
79  * to make room for more scanning. Hopefully, these extents will be fairly
80  * large and contiguous, allowing us to approach sequential I/O throughput
81  * even without a fully sorted tree.
82  *
83  * Metadata scanning takes place in dsl_scan_visit(), which is called from
84  * dsl_scan_sync() every spa_sync(). If we have either fully scanned all
85  * metadata on the pool, or we need to make room in memory because our
86  * queues are too large, dsl_scan_visit() is postponed and
87  * scan_io_queues_run() is called from dsl_scan_sync() instead. This implies
88  * that metadata scanning and queued I/O issuing are mutually exclusive. This
89  * allows us to provide maximum sequential I/O throughput for the majority of
90  * I/O's issued since sequential I/O performance is significantly negatively
91  * impacted if it is interleaved with random I/O.
92  *
93  * Implementation Notes
94  *
95  * One side effect of the queued scanning algorithm is that the scanning code
96  * needs to be notified whenever a block is freed. This is needed to allow
97  * the scanning code to remove these I/Os from the issuing queue. Additionally,
98  * we do not attempt to queue gang blocks to be issued sequentially since this
99  * is very hard to do and would have an extremely limited performance benefit.
100  * Instead, we simply issue gang I/Os as soon as we find them using the legacy
101  * algorithm.
102  *
103  * Backwards compatibility
104  *
105  * This new algorithm is backwards compatible with the legacy on-disk data
106  * structures (and therefore does not require a new feature flag).
107  * Periodically during scanning (see zfs_scan_checkpoint_intval), the scan
108  * will stop scanning metadata (in logical order) and wait for all outstanding
109  * sorted I/O to complete. Once this is done, we write out a checkpoint
110  * bookmark, indicating that we have scanned everything logically before it.
111  * If the pool is imported on a machine without the new sorting algorithm,
112  * the scan simply resumes from the last checkpoint using the legacy algorithm.
113  */
114
115 typedef int (scan_cb_t)(dsl_pool_t *, const blkptr_t *,
116     const zbookmark_phys_t *);
117
118 static scan_cb_t dsl_scan_scrub_cb;
119
120 static int scan_ds_queue_compare(const void *a, const void *b);
121 static int scan_prefetch_queue_compare(const void *a, const void *b);
122 static void scan_ds_queue_clear(dsl_scan_t *scn);
123 static void scan_ds_prefetch_queue_clear(dsl_scan_t *scn);
124 static boolean_t scan_ds_queue_contains(dsl_scan_t *scn, uint64_t dsobj,
125     uint64_t *txg);
126 static void scan_ds_queue_insert(dsl_scan_t *scn, uint64_t dsobj, uint64_t txg);
127 static void scan_ds_queue_remove(dsl_scan_t *scn, uint64_t dsobj);
128 static void scan_ds_queue_sync(dsl_scan_t *scn, dmu_tx_t *tx);
129 static uint64_t dsl_scan_count_leaves(vdev_t *vd);
130
131 extern int zfs_vdev_async_write_active_min_dirty_percent;
132
133 /*
134  * By default zfs will check to ensure it is not over the hard memory
135  * limit before each txg. If finer-grained control of this is needed
136  * this value can be set to 1 to enable checking before scanning each
137  * block.
138  */
139 int zfs_scan_strict_mem_lim = B_FALSE;
140
141 /*
142  * Maximum number of parallelly executed bytes per leaf vdev. We attempt
143  * to strike a balance here between keeping the vdev queues full of I/Os
144  * at all times and not overflowing the queues to cause long latency,
145  * which would cause long txg sync times. No matter what, we will not
146  * overload the drives with I/O, since that is protected by
147  * zfs_vdev_scrub_max_active.
148  */
149 unsigned long zfs_scan_vdev_limit = 4 << 20;
150
151 int zfs_scan_issue_strategy = 0;
152 int zfs_scan_legacy = B_FALSE; /* don't queue & sort zios, go direct */
153 unsigned long zfs_scan_max_ext_gap = 2 << 20; /* in bytes */
154
155 /*
156  * fill_weight is non-tunable at runtime, so we copy it at module init from
157  * zfs_scan_fill_weight. Runtime adjustments to zfs_scan_fill_weight would
158  * break queue sorting.
159  */
160 int zfs_scan_fill_weight = 3;
161 static uint64_t fill_weight;
162
163 /* See dsl_scan_should_clear() for details on the memory limit tunables */
164 uint64_t zfs_scan_mem_lim_min = 16 << 20;       /* bytes */
165 uint64_t zfs_scan_mem_lim_soft_max = 128 << 20; /* bytes */
166 int zfs_scan_mem_lim_fact = 20;         /* fraction of physmem */
167 int zfs_scan_mem_lim_soft_fact = 20;    /* fraction of mem lim above */
168
169 int zfs_scrub_min_time_ms = 1000; /* min millisecs to scrub per txg */
170 int zfs_obsolete_min_time_ms = 500; /* min millisecs to obsolete per txg */
171 int zfs_free_min_time_ms = 1000; /* min millisecs to free per txg */
172 int zfs_resilver_min_time_ms = 3000; /* min millisecs to resilver per txg */
173 int zfs_scan_checkpoint_intval = 7200; /* in seconds */
174 int zfs_scan_suspend_progress = 0; /* set to prevent scans from progressing */
175 int zfs_no_scrub_io = B_FALSE; /* set to disable scrub i/o */
176 int zfs_no_scrub_prefetch = B_FALSE; /* set to disable scrub prefetch */
177 enum ddt_class zfs_scrub_ddt_class_max = DDT_CLASS_DUPLICATE;
178 /* max number of blocks to free in a single TXG */
179 unsigned long zfs_async_block_max_blocks = ULONG_MAX;
180 /* max number of dedup blocks to free in a single TXG */
181 unsigned long zfs_max_async_dedup_frees = 100000;
182
183 int zfs_resilver_disable_defer = 0; /* set to disable resilver deferring */
184
185 /*
186  * We wait a few txgs after importing a pool to begin scanning so that
187  * the import / mounting code isn't held up by scrub / resilver IO.
188  * Unfortunately, it is a bit difficult to determine exactly how long
189  * this will take since userspace will trigger fs mounts asynchronously
190  * and the kernel will create zvol minors asynchronously. As a result,
191  * the value provided here is a bit arbitrary, but represents a
192  * reasonable estimate of how many txgs it will take to finish fully
193  * importing a pool
194  */
195 #define SCAN_IMPORT_WAIT_TXGS           5
196
197 #define DSL_SCAN_IS_SCRUB_RESILVER(scn) \
198         ((scn)->scn_phys.scn_func == POOL_SCAN_SCRUB || \
199         (scn)->scn_phys.scn_func == POOL_SCAN_RESILVER)
200
201 /*
202  * Enable/disable the processing of the free_bpobj object.
203  */
204 int zfs_free_bpobj_enabled = 1;
205
206 /* the order has to match pool_scan_type */
207 static scan_cb_t *scan_funcs[POOL_SCAN_FUNCS] = {
208         NULL,
209         dsl_scan_scrub_cb,      /* POOL_SCAN_SCRUB */
210         dsl_scan_scrub_cb,      /* POOL_SCAN_RESILVER */
211 };
212
213 /* In core node for the scn->scn_queue. Represents a dataset to be scanned */
214 typedef struct {
215         uint64_t        sds_dsobj;
216         uint64_t        sds_txg;
217         avl_node_t      sds_node;
218 } scan_ds_t;
219
220 /*
221  * This controls what conditions are placed on dsl_scan_sync_state():
222  * SYNC_OPTIONAL) write out scn_phys iff scn_bytes_pending == 0
223  * SYNC_MANDATORY) write out scn_phys always. scn_bytes_pending must be 0.
224  * SYNC_CACHED) if scn_bytes_pending == 0, write out scn_phys. Otherwise
225  *      write out the scn_phys_cached version.
226  * See dsl_scan_sync_state for details.
227  */
228 typedef enum {
229         SYNC_OPTIONAL,
230         SYNC_MANDATORY,
231         SYNC_CACHED
232 } state_sync_type_t;
233
234 /*
235  * This struct represents the minimum information needed to reconstruct a
236  * zio for sequential scanning. This is useful because many of these will
237  * accumulate in the sequential IO queues before being issued, so saving
238  * memory matters here.
239  */
240 typedef struct scan_io {
241         /* fields from blkptr_t */
242         uint64_t                sio_blk_prop;
243         uint64_t                sio_phys_birth;
244         uint64_t                sio_birth;
245         zio_cksum_t             sio_cksum;
246         uint32_t                sio_nr_dvas;
247
248         /* fields from zio_t */
249         uint32_t                sio_flags;
250         zbookmark_phys_t        sio_zb;
251
252         /* members for queue sorting */
253         union {
254                 avl_node_t      sio_addr_node; /* link into issuing queue */
255                 list_node_t     sio_list_node; /* link for issuing to disk */
256         } sio_nodes;
257
258         /*
259          * There may be up to SPA_DVAS_PER_BP DVAs here from the bp,
260          * depending on how many were in the original bp. Only the
261          * first DVA is really used for sorting and issuing purposes.
262          * The other DVAs (if provided) simply exist so that the zio
263          * layer can find additional copies to repair from in the
264          * event of an error. This array must go at the end of the
265          * struct to allow this for the variable number of elements.
266          */
267         dva_t                   sio_dva[0];
268 } scan_io_t;
269
270 #define SIO_SET_OFFSET(sio, x)          DVA_SET_OFFSET(&(sio)->sio_dva[0], x)
271 #define SIO_SET_ASIZE(sio, x)           DVA_SET_ASIZE(&(sio)->sio_dva[0], x)
272 #define SIO_GET_OFFSET(sio)             DVA_GET_OFFSET(&(sio)->sio_dva[0])
273 #define SIO_GET_ASIZE(sio)              DVA_GET_ASIZE(&(sio)->sio_dva[0])
274 #define SIO_GET_END_OFFSET(sio)         \
275         (SIO_GET_OFFSET(sio) + SIO_GET_ASIZE(sio))
276 #define SIO_GET_MUSED(sio)              \
277         (sizeof (scan_io_t) + ((sio)->sio_nr_dvas * sizeof (dva_t)))
278
279 struct dsl_scan_io_queue {
280         dsl_scan_t      *q_scn; /* associated dsl_scan_t */
281         vdev_t          *q_vd; /* top-level vdev that this queue represents */
282
283         /* trees used for sorting I/Os and extents of I/Os */
284         range_tree_t    *q_exts_by_addr;
285         zfs_btree_t             q_exts_by_size;
286         avl_tree_t      q_sios_by_addr;
287         uint64_t        q_sio_memused;
288
289         /* members for zio rate limiting */
290         uint64_t        q_maxinflight_bytes;
291         uint64_t        q_inflight_bytes;
292         kcondvar_t      q_zio_cv; /* used under vd->vdev_scan_io_queue_lock */
293
294         /* per txg statistics */
295         uint64_t        q_total_seg_size_this_txg;
296         uint64_t        q_segs_this_txg;
297         uint64_t        q_total_zio_size_this_txg;
298         uint64_t        q_zios_this_txg;
299 };
300
301 /* private data for dsl_scan_prefetch_cb() */
302 typedef struct scan_prefetch_ctx {
303         zfs_refcount_t spc_refcnt;      /* refcount for memory management */
304         dsl_scan_t *spc_scn;            /* dsl_scan_t for the pool */
305         boolean_t spc_root;             /* is this prefetch for an objset? */
306         uint8_t spc_indblkshift;        /* dn_indblkshift of current dnode */
307         uint16_t spc_datablkszsec;      /* dn_idatablkszsec of current dnode */
308 } scan_prefetch_ctx_t;
309
310 /* private data for dsl_scan_prefetch() */
311 typedef struct scan_prefetch_issue_ctx {
312         avl_node_t spic_avl_node;       /* link into scn->scn_prefetch_queue */
313         scan_prefetch_ctx_t *spic_spc;  /* spc for the callback */
314         blkptr_t spic_bp;               /* bp to prefetch */
315         zbookmark_phys_t spic_zb;       /* bookmark to prefetch */
316 } scan_prefetch_issue_ctx_t;
317
318 static void scan_exec_io(dsl_pool_t *dp, const blkptr_t *bp, int zio_flags,
319     const zbookmark_phys_t *zb, dsl_scan_io_queue_t *queue);
320 static void scan_io_queue_insert_impl(dsl_scan_io_queue_t *queue,
321     scan_io_t *sio);
322
323 static dsl_scan_io_queue_t *scan_io_queue_create(vdev_t *vd);
324 static void scan_io_queues_destroy(dsl_scan_t *scn);
325
326 static kmem_cache_t *sio_cache[SPA_DVAS_PER_BP];
327
328 /* sio->sio_nr_dvas must be set so we know which cache to free from */
329 static void
330 sio_free(scan_io_t *sio)
331 {
332         ASSERT3U(sio->sio_nr_dvas, >, 0);
333         ASSERT3U(sio->sio_nr_dvas, <=, SPA_DVAS_PER_BP);
334
335         kmem_cache_free(sio_cache[sio->sio_nr_dvas - 1], sio);
336 }
337
338 /* It is up to the caller to set sio->sio_nr_dvas for freeing */
339 static scan_io_t *
340 sio_alloc(unsigned short nr_dvas)
341 {
342         ASSERT3U(nr_dvas, >, 0);
343         ASSERT3U(nr_dvas, <=, SPA_DVAS_PER_BP);
344
345         return (kmem_cache_alloc(sio_cache[nr_dvas - 1], KM_SLEEP));
346 }
347
348 void
349 scan_init(void)
350 {
351         /*
352          * This is used in ext_size_compare() to weight segments
353          * based on how sparse they are. This cannot be changed
354          * mid-scan and the tree comparison functions don't currently
355          * have a mechanism for passing additional context to the
356          * compare functions. Thus we store this value globally and
357          * we only allow it to be set at module initialization time
358          */
359         fill_weight = zfs_scan_fill_weight;
360
361         for (int i = 0; i < SPA_DVAS_PER_BP; i++) {
362                 char name[36];
363
364                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "sio_cache_%d", i);
365                 sio_cache[i] = kmem_cache_create(name,
366                     (sizeof (scan_io_t) + ((i + 1) * sizeof (dva_t))),
367                     0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
368         }
369 }
370
371 void
372 scan_fini(void)
373 {
374         for (int i = 0; i < SPA_DVAS_PER_BP; i++) {
375                 kmem_cache_destroy(sio_cache[i]);
376         }
377 }
378
379 static inline boolean_t
380 dsl_scan_is_running(const dsl_scan_t *scn)
381 {
382         return (scn->scn_phys.scn_state == DSS_SCANNING);
383 }
384
385 boolean_t
386 dsl_scan_resilvering(dsl_pool_t *dp)
387 {
388         return (dsl_scan_is_running(dp->dp_scan) &&
389             dp->dp_scan->scn_phys.scn_func == POOL_SCAN_RESILVER);
390 }
391
392 static inline void
393 sio2bp(const scan_io_t *sio, blkptr_t *bp)
394 {
395         bzero(bp, sizeof (*bp));
396         bp->blk_prop = sio->sio_blk_prop;
397         bp->blk_phys_birth = sio->sio_phys_birth;
398         bp->blk_birth = sio->sio_birth;
399         bp->blk_fill = 1;       /* we always only work with data pointers */
400         bp->blk_cksum = sio->sio_cksum;
401
402         ASSERT3U(sio->sio_nr_dvas, >, 0);
403         ASSERT3U(sio->sio_nr_dvas, <=, SPA_DVAS_PER_BP);
404
405         bcopy(sio->sio_dva, bp->blk_dva, sio->sio_nr_dvas * sizeof (dva_t));
406 }
407
408 static inline void
409 bp2sio(const blkptr_t *bp, scan_io_t *sio, int dva_i)
410 {
411         sio->sio_blk_prop = bp->blk_prop;
412         sio->sio_phys_birth = bp->blk_phys_birth;
413         sio->sio_birth = bp->blk_birth;
414         sio->sio_cksum = bp->blk_cksum;
415         sio->sio_nr_dvas = BP_GET_NDVAS(bp);
416
417         /*
418          * Copy the DVAs to the sio. We need all copies of the block so
419          * that the self healing code can use the alternate copies if the
420          * first is corrupted. We want the DVA at index dva_i to be first
421          * in the sio since this is the primary one that we want to issue.
422          */
423         for (int i = 0, j = dva_i; i < sio->sio_nr_dvas; i++, j++) {
424                 sio->sio_dva[i] = bp->blk_dva[j % sio->sio_nr_dvas];
425         }
426 }
427
428 int
429 dsl_scan_init(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
430 {
431         int err;
432         dsl_scan_t *scn;
433         spa_t *spa = dp->dp_spa;
434         uint64_t f;
435
436         scn = dp->dp_scan = kmem_zalloc(sizeof (dsl_scan_t), KM_SLEEP);
437         scn->scn_dp = dp;
438
439         /*
440          * It's possible that we're resuming a scan after a reboot so
441          * make sure that the scan_async_destroying flag is initialized
442          * appropriately.
443          */
444         ASSERT(!scn->scn_async_destroying);
445         scn->scn_async_destroying = spa_feature_is_active(dp->dp_spa,
446             SPA_FEATURE_ASYNC_DESTROY);
447
448         /*
449          * Calculate the max number of in-flight bytes for pool-wide
450          * scanning operations (minimum 1MB). Limits for the issuing
451          * phase are done per top-level vdev and are handled separately.
452          */
453         scn->scn_maxinflight_bytes = MAX(zfs_scan_vdev_limit *
454             dsl_scan_count_leaves(spa->spa_root_vdev), 1ULL << 20);
455
456         avl_create(&scn->scn_queue, scan_ds_queue_compare, sizeof (scan_ds_t),
457             offsetof(scan_ds_t, sds_node));
458         avl_create(&scn->scn_prefetch_queue, scan_prefetch_queue_compare,
459             sizeof (scan_prefetch_issue_ctx_t),
460             offsetof(scan_prefetch_issue_ctx_t, spic_avl_node));
461
462         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
463             "scrub_func", sizeof (uint64_t), 1, &f);
464         if (err == 0) {
465                 /*
466                  * There was an old-style scrub in progress.  Restart a
467                  * new-style scrub from the beginning.
468                  */
469                 scn->scn_restart_txg = txg;
470                 zfs_dbgmsg("old-style scrub was in progress; "
471                     "restarting new-style scrub in txg %llu",
472                     (longlong_t)scn->scn_restart_txg);
473
474                 /*
475                  * Load the queue obj from the old location so that it
476                  * can be freed by dsl_scan_done().
477                  */
478                 (void) zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
479                     "scrub_queue", sizeof (uint64_t), 1,
480                     &scn->scn_phys.scn_queue_obj);
481         } else {
482                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
483                     DMU_POOL_SCAN, sizeof (uint64_t), SCAN_PHYS_NUMINTS,
484                     &scn->scn_phys);
485                 /*
486                  * Detect if the pool contains the signature of #2094.  If it
487                  * does properly update the scn->scn_phys structure and notify
488                  * the administrator by setting an errata for the pool.
489                  */
490                 if (err == EOVERFLOW) {
491                         uint64_t zaptmp[SCAN_PHYS_NUMINTS + 1];
492                         VERIFY3S(SCAN_PHYS_NUMINTS, ==, 24);
493                         VERIFY3S(offsetof(dsl_scan_phys_t, scn_flags), ==,
494                             (23 * sizeof (uint64_t)));
495
496                         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset,
497                             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT, DMU_POOL_SCAN,
498                             sizeof (uint64_t), SCAN_PHYS_NUMINTS + 1, &zaptmp);
499                         if (err == 0) {
500                                 uint64_t overflow = zaptmp[SCAN_PHYS_NUMINTS];
501
502                                 if (overflow & ~DSL_SCAN_FLAGS_MASK ||
503                                     scn->scn_async_destroying) {
504                                         spa->spa_errata =
505                                             ZPOOL_ERRATA_ZOL_2094_ASYNC_DESTROY;
506                                         return (EOVERFLOW);
507                                 }
508
509                                 bcopy(zaptmp, &scn->scn_phys,
510                                     SCAN_PHYS_NUMINTS * sizeof (uint64_t));
511                                 scn->scn_phys.scn_flags = overflow;
512
513                                 /* Required scrub already in progress. */
514                                 if (scn->scn_phys.scn_state == DSS_FINISHED ||
515                                     scn->scn_phys.scn_state == DSS_CANCELED)
516                                         spa->spa_errata =
517                                             ZPOOL_ERRATA_ZOL_2094_SCRUB;
518                         }
519                 }
520
521                 if (err == ENOENT)
522                         return (0);
523                 else if (err)
524                         return (err);
525
526                 /*
527                  * We might be restarting after a reboot, so jump the issued
528                  * counter to how far we've scanned. We know we're consistent
529                  * up to here.
530                  */
531                 scn->scn_issued_before_pass = scn->scn_phys.scn_examined;
532
533                 if (dsl_scan_is_running(scn) &&
534                     spa_prev_software_version(dp->dp_spa) < SPA_VERSION_SCAN) {
535                         /*
536                          * A new-type scrub was in progress on an old
537                          * pool, and the pool was accessed by old
538                          * software.  Restart from the beginning, since
539                          * the old software may have changed the pool in
540                          * the meantime.
541                          */
542                         scn->scn_restart_txg = txg;
543                         zfs_dbgmsg("new-style scrub was modified "
544                             "by old software; restarting in txg %llu",
545                             (longlong_t)scn->scn_restart_txg);
546                 } else if (dsl_scan_resilvering(dp)) {
547                         /*
548                          * If a resilver is in progress and there are already
549                          * errors, restart it instead of finishing this scan and
550                          * then restarting it. If there haven't been any errors
551                          * then remember that the incore DTL is valid.
552                          */
553                         if (scn->scn_phys.scn_errors > 0) {
554                                 scn->scn_restart_txg = txg;
555                                 zfs_dbgmsg("resilver can't excise DTL_MISSING "
556                                     "when finished; restarting in txg %llu",
557                                     (u_longlong_t)scn->scn_restart_txg);
558                         } else {
559                                 /* it's safe to excise DTL when finished */
560                                 spa->spa_scrub_started = B_TRUE;
561                         }
562                 }
563         }
564
565         bcopy(&scn->scn_phys, &scn->scn_phys_cached, sizeof (scn->scn_phys));
566
567         /* reload the queue into the in-core state */
568         if (scn->scn_phys.scn_queue_obj != 0) {
569                 zap_cursor_t zc;
570                 zap_attribute_t za;
571
572                 for (zap_cursor_init(&zc, dp->dp_meta_objset,
573                     scn->scn_phys.scn_queue_obj);
574                     zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0;
575                     (void) zap_cursor_advance(&zc)) {
576                         scan_ds_queue_insert(scn,
577                             zfs_strtonum(za.za_name, NULL),
578                             za.za_first_integer);
579                 }
580                 zap_cursor_fini(&zc);
581         }
582
583         spa_scan_stat_init(spa);
584         return (0);
585 }
586
587 void
588 dsl_scan_fini(dsl_pool_t *dp)
589 {
590         if (dp->dp_scan != NULL) {
591                 dsl_scan_t *scn = dp->dp_scan;
592
593                 if (scn->scn_taskq != NULL)
594                         taskq_destroy(scn->scn_taskq);
595
596                 scan_ds_queue_clear(scn);
597                 avl_destroy(&scn->scn_queue);
598                 scan_ds_prefetch_queue_clear(scn);
599                 avl_destroy(&scn->scn_prefetch_queue);
600
601                 kmem_free(dp->dp_scan, sizeof (dsl_scan_t));
602                 dp->dp_scan = NULL;
603         }
604 }
605
606 static boolean_t
607 dsl_scan_restarting(dsl_scan_t *scn, dmu_tx_t *tx)
608 {
609         return (scn->scn_restart_txg != 0 &&
610             scn->scn_restart_txg <= tx->tx_txg);
611 }
612
613 boolean_t
614 dsl_scan_resilver_scheduled(dsl_pool_t *dp)
615 {
616         return ((dp->dp_scan && dp->dp_scan->scn_restart_txg != 0) ||
617             (spa_async_tasks(dp->dp_spa) & SPA_ASYNC_RESILVER));
618 }
619
620 boolean_t
621 dsl_scan_scrubbing(const dsl_pool_t *dp)
622 {
623         dsl_scan_phys_t *scn_phys = &dp->dp_scan->scn_phys;
624
625         return (scn_phys->scn_state == DSS_SCANNING &&
626             scn_phys->scn_func == POOL_SCAN_SCRUB);
627 }
628
629 boolean_t
630 dsl_scan_is_paused_scrub(const dsl_scan_t *scn)
631 {
632         return (dsl_scan_scrubbing(scn->scn_dp) &&
633             scn->scn_phys.scn_flags & DSF_SCRUB_PAUSED);
634 }
635
636 /*
637  * Writes out a persistent dsl_scan_phys_t record to the pool directory.
638  * Because we can be running in the block sorting algorithm, we do not always
639  * want to write out the record, only when it is "safe" to do so. This safety
640  * condition is achieved by making sure that the sorting queues are empty
641  * (scn_bytes_pending == 0). When this condition is not true, the sync'd state
642  * is inconsistent with how much actual scanning progress has been made. The
643  * kind of sync to be performed is specified by the sync_type argument. If the
644  * sync is optional, we only sync if the queues are empty. If the sync is
645  * mandatory, we do a hard ASSERT to make sure that the queues are empty. The
646  * third possible state is a "cached" sync. This is done in response to:
647  * 1) The dataset that was in the last sync'd dsl_scan_phys_t having been
648  *      destroyed, so we wouldn't be able to restart scanning from it.
649  * 2) The snapshot that was in the last sync'd dsl_scan_phys_t having been
650  *      superseded by a newer snapshot.
651  * 3) The dataset that was in the last sync'd dsl_scan_phys_t having been
652  *      swapped with its clone.
653  * In all cases, a cached sync simply rewrites the last record we've written,
654  * just slightly modified. For the modifications that are performed to the
655  * last written dsl_scan_phys_t, see dsl_scan_ds_destroyed,
656  * dsl_scan_ds_snapshotted and dsl_scan_ds_clone_swapped.
657  */
658 static void
659 dsl_scan_sync_state(dsl_scan_t *scn, dmu_tx_t *tx, state_sync_type_t sync_type)
660 {
661         int i;
662         spa_t *spa = scn->scn_dp->dp_spa;
663
664         ASSERT(sync_type != SYNC_MANDATORY || scn->scn_bytes_pending == 0);
665         if (scn->scn_bytes_pending == 0) {
666                 for (i = 0; i < spa->spa_root_vdev->vdev_children; i++) {
667                         vdev_t *vd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[i];
668                         dsl_scan_io_queue_t *q = vd->vdev_scan_io_queue;
669
670                         if (q == NULL)
671                                 continue;
672
673                         mutex_enter(&vd->vdev_scan_io_queue_lock);
674                         ASSERT3P(avl_first(&q->q_sios_by_addr), ==, NULL);
675                         ASSERT3P(zfs_btree_first(&q->q_exts_by_size, NULL), ==,
676                             NULL);
677                         ASSERT3P(range_tree_first(q->q_exts_by_addr), ==, NULL);
678                         mutex_exit(&vd->vdev_scan_io_queue_lock);
679                 }
680
681                 if (scn->scn_phys.scn_queue_obj != 0)
682                         scan_ds_queue_sync(scn, tx);
683                 VERIFY0(zap_update(scn->scn_dp->dp_meta_objset,
684                     DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
685                     DMU_POOL_SCAN, sizeof (uint64_t), SCAN_PHYS_NUMINTS,
686                     &scn->scn_phys, tx));
687                 bcopy(&scn->scn_phys, &scn->scn_phys_cached,
688                     sizeof (scn->scn_phys));
689
690                 if (scn->scn_checkpointing)
691                         zfs_dbgmsg("finish scan checkpoint");
692
693                 scn->scn_checkpointing = B_FALSE;
694                 scn->scn_last_checkpoint = ddi_get_lbolt();
695         } else if (sync_type == SYNC_CACHED) {
696                 VERIFY0(zap_update(scn->scn_dp->dp_meta_objset,
697                     DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
698                     DMU_POOL_SCAN, sizeof (uint64_t), SCAN_PHYS_NUMINTS,
699                     &scn->scn_phys_cached, tx));
700         }
701 }
702
703 /* ARGSUSED */
704 static int
705 dsl_scan_setup_check(void *arg, dmu_tx_t *tx)
706 {
707         dsl_scan_t *scn = dmu_tx_pool(tx)->dp_scan;
708         vdev_t *rvd = scn->scn_dp->dp_spa->spa_root_vdev;
709
710         if (dsl_scan_is_running(scn) || vdev_rebuild_active(rvd))
711                 return (SET_ERROR(EBUSY));
712
713         return (0);
714 }
715
716 static void
717 dsl_scan_setup_sync(void *arg, dmu_tx_t *tx)
718 {
719         dsl_scan_t *scn = dmu_tx_pool(tx)->dp_scan;
720         pool_scan_func_t *funcp = arg;
721         dmu_object_type_t ot = 0;
722         dsl_pool_t *dp = scn->scn_dp;
723         spa_t *spa = dp->dp_spa;
724
725         ASSERT(!dsl_scan_is_running(scn));
726         ASSERT(*funcp > POOL_SCAN_NONE && *funcp < POOL_SCAN_FUNCS);
727         bzero(&scn->scn_phys, sizeof (scn->scn_phys));
728         scn->scn_phys.scn_func = *funcp;
729         scn->scn_phys.scn_state = DSS_SCANNING;
730         scn->scn_phys.scn_min_txg = 0;
731         scn->scn_phys.scn_max_txg = tx->tx_txg;
732         scn->scn_phys.scn_ddt_class_max = DDT_CLASSES - 1; /* the entire DDT */
733         scn->scn_phys.scn_start_time = gethrestime_sec();
734         scn->scn_phys.scn_errors = 0;
735         scn->scn_phys.scn_to_examine = spa->spa_root_vdev->vdev_stat.vs_alloc;
736         scn->scn_issued_before_pass = 0;
737         scn->scn_restart_txg = 0;
738         scn->scn_done_txg = 0;
739         scn->scn_last_checkpoint = 0;
740         scn->scn_checkpointing = B_FALSE;
741         spa_scan_stat_init(spa);
742
743         if (DSL_SCAN_IS_SCRUB_RESILVER(scn)) {
744                 scn->scn_phys.scn_ddt_class_max = zfs_scrub_ddt_class_max;
745
746                 /* rewrite all disk labels */
747                 vdev_config_dirty(spa->spa_root_vdev);
748
749                 if (vdev_resilver_needed(spa->spa_root_vdev,
750                     &scn->scn_phys.scn_min_txg, &scn->scn_phys.scn_max_txg)) {
751                         nvlist_t *aux = fnvlist_alloc();
752                         fnvlist_add_string(aux, ZFS_EV_RESILVER_TYPE,
753                             "healing");
754                         spa_event_notify(spa, NULL, aux,
755                             ESC_ZFS_RESILVER_START);
756                         nvlist_free(aux);
757                 } else {
758                         spa_event_notify(spa, NULL, NULL, ESC_ZFS_SCRUB_START);
759                 }
760
761                 spa->spa_scrub_started = B_TRUE;
762                 /*
763                  * If this is an incremental scrub, limit the DDT scrub phase
764                  * to just the auto-ditto class (for correctness); the rest
765                  * of the scrub should go faster using top-down pruning.
766                  */
767                 if (scn->scn_phys.scn_min_txg > TXG_INITIAL)
768                         scn->scn_phys.scn_ddt_class_max = DDT_CLASS_DITTO;
769
770                 /*
771                  * When starting a resilver clear any existing rebuild state.
772                  * This is required to prevent stale rebuild status from
773                  * being reported when a rebuild is run, then a resilver and
774                  * finally a scrub.  In which case only the scrub status
775                  * should be reported by 'zpool status'.
776                  */
777                 if (scn->scn_phys.scn_func == POOL_SCAN_RESILVER) {
778                         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
779                         for (uint64_t i = 0; i < rvd->vdev_children; i++) {
780                                 vdev_t *vd = rvd->vdev_child[i];
781                                 vdev_rebuild_clear_sync(
782                                     (void *)(uintptr_t)vd->vdev_id, tx);
783                         }
784                 }
785         }
786
787         /* back to the generic stuff */
788
789         if (dp->dp_blkstats == NULL) {
790                 dp->dp_blkstats =
791                     vmem_alloc(sizeof (zfs_all_blkstats_t), KM_SLEEP);
792                 mutex_init(&dp->dp_blkstats->zab_lock, NULL,
793                     MUTEX_DEFAULT, NULL);
794         }
795         bzero(&dp->dp_blkstats->zab_type, sizeof (dp->dp_blkstats->zab_type));
796
797         if (spa_version(spa) < SPA_VERSION_DSL_SCRUB)
798                 ot = DMU_OT_ZAP_OTHER;
799
800         scn->scn_phys.scn_queue_obj = zap_create(dp->dp_meta_objset,
801             ot ? ot : DMU_OT_SCAN_QUEUE, DMU_OT_NONE, 0, tx);
802
803         bcopy(&scn->scn_phys, &scn->scn_phys_cached, sizeof (scn->scn_phys));
804
805         dsl_scan_sync_state(scn, tx, SYNC_MANDATORY);
806
807         spa_history_log_internal(spa, "scan setup", tx,
808             "func=%u mintxg=%llu maxtxg=%llu",
809             *funcp, (u_longlong_t)scn->scn_phys.scn_min_txg,
810             (u_longlong_t)scn->scn_phys.scn_max_txg);
811 }
812
813 /*
814  * Called by the ZFS_IOC_POOL_SCAN ioctl to start a scrub or resilver.
815  * Can also be called to resume a paused scrub.
816  */
817 int
818 dsl_scan(dsl_pool_t *dp, pool_scan_func_t func)
819 {
820         spa_t *spa = dp->dp_spa;
821         dsl_scan_t *scn = dp->dp_scan;
822
823         /*
824          * Purge all vdev caches and probe all devices.  We do this here
825          * rather than in sync context because this requires a writer lock
826          * on the spa_config lock, which we can't do from sync context.  The
827          * spa_scrub_reopen flag indicates that vdev_open() should not
828          * attempt to start another scrub.
829          */
830         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
831         spa->spa_scrub_reopen = B_TRUE;
832         vdev_reopen(spa->spa_root_vdev);
833         spa->spa_scrub_reopen = B_FALSE;
834         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
835
836         if (func == POOL_SCAN_RESILVER) {
837                 dsl_scan_restart_resilver(spa->spa_dsl_pool, 0);
838                 return (0);
839         }
840
841         if (func == POOL_SCAN_SCRUB && dsl_scan_is_paused_scrub(scn)) {
842                 /* got scrub start cmd, resume paused scrub */
843                 int err = dsl_scrub_set_pause_resume(scn->scn_dp,
844                     POOL_SCRUB_NORMAL);
845                 if (err == 0) {
846                         spa_event_notify(spa, NULL, NULL, ESC_ZFS_SCRUB_RESUME);
847                         return (SET_ERROR(ECANCELED));
848                 }
849
850                 return (SET_ERROR(err));
851         }
852
853         return (dsl_sync_task(spa_name(spa), dsl_scan_setup_check,
854             dsl_scan_setup_sync, &func, 0, ZFS_SPACE_CHECK_EXTRA_RESERVED));
855 }
856
857 /* ARGSUSED */
858 static void
859 dsl_scan_done(dsl_scan_t *scn, boolean_t complete, dmu_tx_t *tx)
860 {
861         static const char *old_names[] = {
862                 "scrub_bookmark",
863                 "scrub_ddt_bookmark",
864                 "scrub_ddt_class_max",
865                 "scrub_queue",
866                 "scrub_min_txg",
867                 "scrub_max_txg",
868                 "scrub_func",
869                 "scrub_errors",
870                 NULL
871         };
872
873         dsl_pool_t *dp = scn->scn_dp;
874         spa_t *spa = dp->dp_spa;
875         int i;
876
877         /* Remove any remnants of an old-style scrub. */
878         for (i = 0; old_names[i]; i++) {
879                 (void) zap_remove(dp->dp_meta_objset,
880                     DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT, old_names[i], tx);
881         }
882
883         if (scn->scn_phys.scn_queue_obj != 0) {
884                 VERIFY0(dmu_object_free(dp->dp_meta_objset,
885                     scn->scn_phys.scn_queue_obj, tx));
886                 scn->scn_phys.scn_queue_obj = 0;
887         }
888         scan_ds_queue_clear(scn);
889         scan_ds_prefetch_queue_clear(scn);
890
891         scn->scn_phys.scn_flags &= ~DSF_SCRUB_PAUSED;
892
893         /*
894          * If we were "restarted" from a stopped state, don't bother
895          * with anything else.
896          */
897         if (!dsl_scan_is_running(scn)) {
898                 ASSERT(!scn->scn_is_sorted);
899                 return;
900         }
901
902         if (scn->scn_is_sorted) {
903                 scan_io_queues_destroy(scn);
904                 scn->scn_is_sorted = B_FALSE;
905
906                 if (scn->scn_taskq != NULL) {
907                         taskq_destroy(scn->scn_taskq);
908                         scn->scn_taskq = NULL;
909                 }
910         }
911
912         scn->scn_phys.scn_state = complete ? DSS_FINISHED : DSS_CANCELED;
913
914         spa_notify_waiters(spa);
915
916         if (dsl_scan_restarting(scn, tx))
917                 spa_history_log_internal(spa, "scan aborted, restarting", tx,
918                     "errors=%llu", (u_longlong_t)spa_get_errlog_size(spa));
919         else if (!complete)
920                 spa_history_log_internal(spa, "scan cancelled", tx,
921                     "errors=%llu", (u_longlong_t)spa_get_errlog_size(spa));
922         else
923                 spa_history_log_internal(spa, "scan done", tx,
924                     "errors=%llu", (u_longlong_t)spa_get_errlog_size(spa));
925
926         if (DSL_SCAN_IS_SCRUB_RESILVER(scn)) {
927                 spa->spa_scrub_active = B_FALSE;
928
929                 /*
930                  * If the scrub/resilver completed, update all DTLs to
931                  * reflect this.  Whether it succeeded or not, vacate
932                  * all temporary scrub DTLs.
933                  *
934                  * As the scrub does not currently support traversing
935                  * data that have been freed but are part of a checkpoint,
936                  * we don't mark the scrub as done in the DTLs as faults
937                  * may still exist in those vdevs.
938                  */
939                 if (complete &&
940                     !spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_POOL_CHECKPOINT)) {
941                         vdev_dtl_reassess(spa->spa_root_vdev, tx->tx_txg,
942                             scn->scn_phys.scn_max_txg, B_TRUE, B_FALSE);
943
944                         if (scn->scn_phys.scn_min_txg) {
945                                 nvlist_t *aux = fnvlist_alloc();
946                                 fnvlist_add_string(aux, ZFS_EV_RESILVER_TYPE,
947                                     "healing");
948                                 spa_event_notify(spa, NULL, aux,
949                                     ESC_ZFS_RESILVER_FINISH);
950                                 nvlist_free(aux);
951                         } else {
952                                 spa_event_notify(spa, NULL, NULL,
953                                     ESC_ZFS_SCRUB_FINISH);
954                         }
955                 } else {
956                         vdev_dtl_reassess(spa->spa_root_vdev, tx->tx_txg,
957                             0, B_TRUE, B_FALSE);
958                 }
959                 spa_errlog_rotate(spa);
960
961                 /*
962                  * Don't clear flag until after vdev_dtl_reassess to ensure that
963                  * DTL_MISSING will get updated when possible.
964                  */
965                 spa->spa_scrub_started = B_FALSE;
966
967                 /*
968                  * We may have finished replacing a device.
969                  * Let the async thread assess this and handle the detach.
970                  */
971                 spa_async_request(spa, SPA_ASYNC_RESILVER_DONE);
972
973                 /*
974                  * Clear any resilver_deferred flags in the config.
975                  * If there are drives that need resilvering, kick
976                  * off an asynchronous request to start resilver.
977                  * vdev_clear_resilver_deferred() may update the config
978                  * before the resilver can restart. In the event of
979                  * a crash during this period, the spa loading code
980                  * will find the drives that need to be resilvered
981                  * and start the resilver then.
982                  */
983                 if (spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_RESILVER_DEFER) &&
984                     vdev_clear_resilver_deferred(spa->spa_root_vdev, tx)) {
985                         spa_history_log_internal(spa,
986                             "starting deferred resilver", tx, "errors=%llu",
987                             (u_longlong_t)spa_get_errlog_size(spa));
988                         spa_async_request(spa, SPA_ASYNC_RESILVER);
989                 }
990         }
991
992         scn->scn_phys.scn_end_time = gethrestime_sec();
993
994         if (spa->spa_errata == ZPOOL_ERRATA_ZOL_2094_SCRUB)
995                 spa->spa_errata = 0;
996
997         ASSERT(!dsl_scan_is_running(scn));
998 }
999
1000 /* ARGSUSED */
1001 static int
1002 dsl_scan_cancel_check(void *arg, dmu_tx_t *tx)
1003 {
1004         dsl_scan_t *scn = dmu_tx_pool(tx)->dp_scan;
1005
1006         if (!dsl_scan_is_running(scn))
1007                 return (SET_ERROR(ENOENT));
1008         return (0);
1009 }
1010
1011 /* ARGSUSED */
1012 static void
1013 dsl_scan_cancel_sync(void *arg, dmu_tx_t *tx)
1014 {
1015         dsl_scan_t *scn = dmu_tx_pool(tx)->dp_scan;
1016
1017         dsl_scan_done(scn, B_FALSE, tx);
1018         dsl_scan_sync_state(scn, tx, SYNC_MANDATORY);
1019         spa_event_notify(scn->scn_dp->dp_spa, NULL, NULL, ESC_ZFS_SCRUB_ABORT);
1020 }
1021
1022 int
1023 dsl_scan_cancel(dsl_pool_t *dp)
1024 {
1025         return (dsl_sync_task(spa_name(dp->dp_spa), dsl_scan_cancel_check,
1026             dsl_scan_cancel_sync, NULL, 3, ZFS_SPACE_CHECK_RESERVED));
1027 }
1028
1029 static int
1030 dsl_scrub_pause_resume_check(void *arg, dmu_tx_t *tx)
1031 {
1032         pool_scrub_cmd_t *cmd = arg;
1033         dsl_pool_t *dp = dmu_tx_pool(tx);
1034         dsl_scan_t *scn = dp->dp_scan;
1035
1036         if (*cmd == POOL_SCRUB_PAUSE) {
1037                 /* can't pause a scrub when there is no in-progress scrub */
1038                 if (!dsl_scan_scrubbing(dp))
1039                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1040
1041                 /* can't pause a paused scrub */
1042                 if (dsl_scan_is_paused_scrub(scn))
1043                         return (SET_ERROR(EBUSY));
1044         } else if (*cmd != POOL_SCRUB_NORMAL) {
1045                 return (SET_ERROR(ENOTSUP));
1046         }
1047
1048         return (0);
1049 }
1050
1051 static void
1052 dsl_scrub_pause_resume_sync(void *arg, dmu_tx_t *tx)
1053 {
1054         pool_scrub_cmd_t *cmd = arg;
1055         dsl_pool_t *dp = dmu_tx_pool(tx);
1056         spa_t *spa = dp->dp_spa;
1057         dsl_scan_t *scn = dp->dp_scan;
1058
1059         if (*cmd == POOL_SCRUB_PAUSE) {
1060                 /* can't pause a scrub when there is no in-progress scrub */
1061                 spa->spa_scan_pass_scrub_pause = gethrestime_sec();
1062                 scn->scn_phys.scn_flags |= DSF_SCRUB_PAUSED;
1063                 scn->scn_phys_cached.scn_flags |= DSF_SCRUB_PAUSED;
1064                 dsl_scan_sync_state(scn, tx, SYNC_CACHED);
1065                 spa_event_notify(spa, NULL, NULL, ESC_ZFS_SCRUB_PAUSED);
1066                 spa_notify_waiters(spa);
1067         } else {
1068                 ASSERT3U(*cmd, ==, POOL_SCRUB_NORMAL);
1069                 if (dsl_scan_is_paused_scrub(scn)) {
1070                         /*
1071                          * We need to keep track of how much time we spend
1072                          * paused per pass so that we can adjust the scrub rate
1073                          * shown in the output of 'zpool status'
1074                          */
1075                         spa->spa_scan_pass_scrub_spent_paused +=
1076                             gethrestime_sec() - spa->spa_scan_pass_scrub_pause;
1077                         spa->spa_scan_pass_scrub_pause = 0;
1078                         scn->scn_phys.scn_flags &= ~DSF_SCRUB_PAUSED;
1079                         scn->scn_phys_cached.scn_flags &= ~DSF_SCRUB_PAUSED;
1080                         dsl_scan_sync_state(scn, tx, SYNC_CACHED);
1081                 }
1082         }
1083 }
1084
1085 /*
1086  * Set scrub pause/resume state if it makes sense to do so
1087  */
1088 int
1089 dsl_scrub_set_pause_resume(const dsl_pool_t *dp, pool_scrub_cmd_t cmd)
1090 {
1091         return (dsl_sync_task(spa_name(dp->dp_spa),
1092             dsl_scrub_pause_resume_check, dsl_scrub_pause_resume_sync, &cmd, 3,
1093             ZFS_SPACE_CHECK_RESERVED));
1094 }
1095
1096
1097 /* start a new scan, or restart an existing one. */
1098 void
1099 dsl_scan_restart_resilver(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
1100 {
1101         if (txg == 0) {
1102                 dmu_tx_t *tx;
1103                 tx = dmu_tx_create_dd(dp->dp_mos_dir);
1104                 VERIFY(0 == dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT));
1105
1106                 txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1107                 dp->dp_scan->scn_restart_txg = txg;
1108                 dmu_tx_commit(tx);
1109         } else {
1110                 dp->dp_scan->scn_restart_txg = txg;
1111         }
1112         zfs_dbgmsg("restarting resilver txg=%llu", (longlong_t)txg);
1113 }
1114
1115 void
1116 dsl_free(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg, const blkptr_t *bp)
1117 {
1118         zio_free(dp->dp_spa, txg, bp);
1119 }
1120
1121 void
1122 dsl_free_sync(zio_t *pio, dsl_pool_t *dp, uint64_t txg, const blkptr_t *bpp)
1123 {
1124         ASSERT(dsl_pool_sync_context(dp));
1125         zio_nowait(zio_free_sync(pio, dp->dp_spa, txg, bpp, pio->io_flags));
1126 }
1127
1128 static int
1129 scan_ds_queue_compare(const void *a, const void *b)
1130 {
1131         const scan_ds_t *sds_a = a, *sds_b = b;
1132
1133         if (sds_a->sds_dsobj < sds_b->sds_dsobj)
1134                 return (-1);
1135         if (sds_a->sds_dsobj == sds_b->sds_dsobj)
1136                 return (0);
1137         return (1);
1138 }
1139
1140 static void
1141 scan_ds_queue_clear(dsl_scan_t *scn)
1142 {
1143         void *cookie = NULL;
1144         scan_ds_t *sds;
1145         while ((sds = avl_destroy_nodes(&scn->scn_queue, &cookie)) != NULL) {
1146                 kmem_free(sds, sizeof (*sds));
1147         }
1148 }
1149
1150 static boolean_t
1151 scan_ds_queue_contains(dsl_scan_t *scn, uint64_t dsobj, uint64_t *txg)
1152 {
1153         scan_ds_t srch, *sds;
1154
1155         srch.sds_dsobj = dsobj;
1156         sds = avl_find(&scn->scn_queue, &srch, NULL);
1157         if (sds != NULL && txg != NULL)
1158                 *txg = sds->sds_txg;
1159         return (sds != NULL);
1160 }
1161
1162 static void
1163 scan_ds_queue_insert(dsl_scan_t *scn, uint64_t dsobj, uint64_t txg)
1164 {
1165         scan_ds_t *sds;
1166         avl_index_t where;
1167
1168         sds = kmem_zalloc(sizeof (*sds), KM_SLEEP);
1169         sds->sds_dsobj = dsobj;
1170         sds->sds_txg = txg;
1171
1172         VERIFY3P(avl_find(&scn->scn_queue, sds, &where), ==, NULL);
1173         avl_insert(&scn->scn_queue, sds, where);
1174 }
1175
1176 static void
1177 scan_ds_queue_remove(dsl_scan_t *scn, uint64_t dsobj)
1178 {
1179         scan_ds_t srch, *sds;
1180
1181         srch.sds_dsobj = dsobj;
1182
1183         sds = avl_find(&scn->scn_queue, &srch, NULL);
1184         VERIFY(sds != NULL);
1185         avl_remove(&scn->scn_queue, sds);
1186         kmem_free(sds, sizeof (*sds));
1187 }
1188
1189 static void
1190 scan_ds_queue_sync(dsl_scan_t *scn, dmu_tx_t *tx)
1191 {
1192         dsl_pool_t *dp = scn->scn_dp;
1193         spa_t *spa = dp->dp_spa;
1194         dmu_object_type_t ot = (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DSL_SCRUB) ?
1195             DMU_OT_SCAN_QUEUE : DMU_OT_ZAP_OTHER;
1196
1197         ASSERT0(scn->scn_bytes_pending);
1198         ASSERT(scn->scn_phys.scn_queue_obj != 0);
1199
1200         VERIFY0(dmu_object_free(dp->dp_meta_objset,
1201             scn->scn_phys.scn_queue_obj, tx));
1202         scn->scn_phys.scn_queue_obj = zap_create(dp->dp_meta_objset, ot,
1203             DMU_OT_NONE, 0, tx);
1204         for (scan_ds_t *sds = avl_first(&scn->scn_queue);
1205             sds != NULL; sds = AVL_NEXT(&scn->scn_queue, sds)) {
1206                 VERIFY0(zap_add_int_key(dp->dp_meta_objset,
1207                     scn->scn_phys.scn_queue_obj, sds->sds_dsobj,
1208                     sds->sds_txg, tx));
1209         }
1210 }
1211
1212 /*
1213  * Computes the memory limit state that we're currently in. A sorted scan
1214  * needs quite a bit of memory to hold the sorting queue, so we need to
1215  * reasonably constrain the size so it doesn't impact overall system
1216  * performance. We compute two limits:
1217  * 1) Hard memory limit: if the amount of memory used by the sorting
1218  *      queues on a pool gets above this value, we stop the metadata
1219  *      scanning portion and start issuing the queued up and sorted
1220  *      I/Os to reduce memory usage.
1221  *      This limit is calculated as a fraction of physmem (by default 5%).
1222  *      We constrain the lower bound of the hard limit to an absolute
1223  *      minimum of zfs_scan_mem_lim_min (default: 16 MiB). We also constrain
1224  *      the upper bound to 5% of the total pool size - no chance we'll
1225  *      ever need that much memory, but just to keep the value in check.
1226  * 2) Soft memory limit: once we hit the hard memory limit, we start
1227  *      issuing I/O to reduce queue memory usage, but we don't want to
1228  *      completely empty out the queues, since we might be able to find I/Os
1229  *      that will fill in the gaps of our non-sequential IOs at some point
1230  *      in the future. So we stop the issuing of I/Os once the amount of
1231  *      memory used drops below the soft limit (at which point we stop issuing
1232  *      I/O and start scanning metadata again).
1233  *
1234  *      This limit is calculated by subtracting a fraction of the hard
1235  *      limit from the hard limit. By default this fraction is 5%, so
1236  *      the soft limit is 95% of the hard limit. We cap the size of the
1237  *      difference between the hard and soft limits at an absolute
1238  *      maximum of zfs_scan_mem_lim_soft_max (default: 128 MiB) - this is
1239  *      sufficient to not cause too frequent switching between the
1240  *      metadata scan and I/O issue (even at 2k recordsize, 128 MiB's
1241  *      worth of queues is about 1.2 GiB of on-pool data, so scanning
1242  *      that should take at least a decent fraction of a second).
1243  */
1244 static boolean_t
1245 dsl_scan_should_clear(dsl_scan_t *scn)
1246 {
1247         spa_t *spa = scn->scn_dp->dp_spa;
1248         vdev_t *rvd = scn->scn_dp->dp_spa->spa_root_vdev;
1249         uint64_t alloc, mlim_hard, mlim_soft, mused;
1250
1251         alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
1252         alloc += metaslab_class_get_alloc(spa_special_class(spa));
1253         alloc += metaslab_class_get_alloc(spa_dedup_class(spa));
1254
1255         mlim_hard = MAX((physmem / zfs_scan_mem_lim_fact) * PAGESIZE,
1256             zfs_scan_mem_lim_min);
1257         mlim_hard = MIN(mlim_hard, alloc / 20);
1258         mlim_soft = mlim_hard - MIN(mlim_hard / zfs_scan_mem_lim_soft_fact,
1259             zfs_scan_mem_lim_soft_max);
1260         mused = 0;
1261         for (uint64_t i = 0; i < rvd->vdev_children; i++) {
1262                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[i];
1263                 dsl_scan_io_queue_t *queue;
1264
1265                 mutex_enter(&tvd->vdev_scan_io_queue_lock);
1266                 queue = tvd->vdev_scan_io_queue;
1267                 if (queue != NULL) {
1268                         /* # extents in exts_by_size = # in exts_by_addr */
1269                         mused += zfs_btree_numnodes(&queue->q_exts_by_size) *
1270                             sizeof (range_seg_gap_t) + queue->q_sio_memused;
1271                 }
1272                 mutex_exit(&tvd->vdev_scan_io_queue_lock);
1273         }
1274
1275         dprintf("current scan memory usage: %llu bytes\n", (longlong_t)mused);
1276
1277         if (mused == 0)
1278                 ASSERT0(scn->scn_bytes_pending);
1279
1280         /*
1281          * If we are above our hard limit, we need to clear out memory.
1282          * If we are below our soft limit, we need to accumulate sequential IOs.
1283          * Otherwise, we should keep doing whatever we are currently doing.
1284          */
1285         if (mused >= mlim_hard)
1286                 return (B_TRUE);
1287         else if (mused < mlim_soft)
1288                 return (B_FALSE);
1289         else
1290                 return (scn->scn_clearing);
1291 }
1292
1293 static boolean_t
1294 dsl_scan_check_suspend(dsl_scan_t *scn, const zbookmark_phys_t *zb)
1295 {
1296         /* we never skip user/group accounting objects */
1297         if (zb && (int64_t)zb->zb_object < 0)
1298                 return (B_FALSE);
1299
1300         if (scn->scn_suspending)
1301                 return (B_TRUE); /* we're already suspending */
1302
1303         if (!ZB_IS_ZERO(&scn->scn_phys.scn_bookmark))
1304                 return (B_FALSE); /* we're resuming */
1305
1306         /* We only know how to resume from level-0 and objset blocks. */
1307         if (zb && (zb->zb_level != 0 && zb->zb_level != ZB_ROOT_LEVEL))
1308                 return (B_FALSE);
1309
1310         /*
1311          * We suspend if:
1312          *  - we have scanned for at least the minimum time (default 1 sec
1313          *    for scrub, 3 sec for resilver), and either we have sufficient
1314          *    dirty data that we are starting to write more quickly
1315          *    (default 30%), someone is explicitly waiting for this txg
1316          *    to complete, or we have used up all of the time in the txg
1317          *    timeout (default 5 sec).
1318          *  or
1319          *  - the spa is shutting down because this pool is being exported
1320          *    or the machine is rebooting.
1321          *  or
1322          *  - the scan queue has reached its memory use limit
1323          */
1324         uint64_t curr_time_ns = gethrtime();
1325         uint64_t scan_time_ns = curr_time_ns - scn->scn_sync_start_time;
1326         uint64_t sync_time_ns = curr_time_ns -
1327             scn->scn_dp->dp_spa->spa_sync_starttime;
1328         int dirty_pct = scn->scn_dp->dp_dirty_total * 100 / zfs_dirty_data_max;
1329         int mintime = (scn->scn_phys.scn_func == POOL_SCAN_RESILVER) ?
1330             zfs_resilver_min_time_ms : zfs_scrub_min_time_ms;
1331
1332         if ((NSEC2MSEC(scan_time_ns) > mintime &&
1333             (dirty_pct >= zfs_vdev_async_write_active_min_dirty_percent ||
1334             txg_sync_waiting(scn->scn_dp) ||
1335             NSEC2SEC(sync_time_ns) >= zfs_txg_timeout)) ||
1336             spa_shutting_down(scn->scn_dp->dp_spa) ||
1337             (zfs_scan_strict_mem_lim && dsl_scan_should_clear(scn))) {
1338                 if (zb && zb->zb_level == ZB_ROOT_LEVEL) {
1339                         dprintf("suspending at first available bookmark "
1340                             "%llx/%llx/%llx/%llx\n",
1341                             (longlong_t)zb->zb_objset,
1342                             (longlong_t)zb->zb_object,
1343                             (longlong_t)zb->zb_level,
1344                             (longlong_t)zb->zb_blkid);
1345                         SET_BOOKMARK(&scn->scn_phys.scn_bookmark,
1346                             zb->zb_objset, 0, 0, 0);
1347                 } else if (zb != NULL) {
1348                         dprintf("suspending at bookmark %llx/%llx/%llx/%llx\n",
1349                             (longlong_t)zb->zb_objset,
1350                             (longlong_t)zb->zb_object,
1351                             (longlong_t)zb->zb_level,
1352                             (longlong_t)zb->zb_blkid);
1353                         scn->scn_phys.scn_bookmark = *zb;
1354                 } else {
1355 #ifdef ZFS_DEBUG
1356                         dsl_scan_phys_t *scnp = &scn->scn_phys;
1357                         dprintf("suspending at at DDT bookmark "
1358                             "%llx/%llx/%llx/%llx\n",
1359                             (longlong_t)scnp->scn_ddt_bookmark.ddb_class,
1360                             (longlong_t)scnp->scn_ddt_bookmark.ddb_type,
1361                             (longlong_t)scnp->scn_ddt_bookmark.ddb_checksum,
1362                             (longlong_t)scnp->scn_ddt_bookmark.ddb_cursor);
1363 #endif
1364                 }
1365                 scn->scn_suspending = B_TRUE;
1366                 return (B_TRUE);
1367         }
1368         return (B_FALSE);
1369 }
1370
1371 typedef struct zil_scan_arg {
1372         dsl_pool_t      *zsa_dp;
1373         zil_header_t    *zsa_zh;
1374 } zil_scan_arg_t;
1375
1376 /* ARGSUSED */
1377 static int
1378 dsl_scan_zil_block(zilog_t *zilog, blkptr_t *bp, void *arg, uint64_t claim_txg)
1379 {
1380         zil_scan_arg_t *zsa = arg;
1381         dsl_pool_t *dp = zsa->zsa_dp;
1382         dsl_scan_t *scn = dp->dp_scan;
1383         zil_header_t *zh = zsa->zsa_zh;
1384         zbookmark_phys_t zb;
1385
1386         ASSERT(!BP_IS_REDACTED(bp));
1387         if (BP_IS_HOLE(bp) || bp->blk_birth <= scn->scn_phys.scn_cur_min_txg)
1388                 return (0);
1389
1390         /*
1391          * One block ("stubby") can be allocated a long time ago; we
1392          * want to visit that one because it has been allocated
1393          * (on-disk) even if it hasn't been claimed (even though for
1394          * scrub there's nothing to do to it).
1395          */
1396         if (claim_txg == 0 && bp->blk_birth >= spa_min_claim_txg(dp->dp_spa))
1397                 return (0);
1398
1399         SET_BOOKMARK(&zb, zh->zh_log.blk_cksum.zc_word[ZIL_ZC_OBJSET],
1400             ZB_ZIL_OBJECT, ZB_ZIL_LEVEL, bp->blk_cksum.zc_word[ZIL_ZC_SEQ]);
1401
1402         VERIFY(0 == scan_funcs[scn->scn_phys.scn_func](dp, bp, &zb));
1403         return (0);
1404 }
1405
1406 /* ARGSUSED */
1407 static int
1408 dsl_scan_zil_record(zilog_t *zilog, lr_t *lrc, void *arg, uint64_t claim_txg)
1409 {
1410         if (lrc->lrc_txtype == TX_WRITE) {
1411                 zil_scan_arg_t *zsa = arg;
1412                 dsl_pool_t *dp = zsa->zsa_dp;
1413                 dsl_scan_t *scn = dp->dp_scan;
1414                 zil_header_t *zh = zsa->zsa_zh;
1415                 lr_write_t *lr = (lr_write_t *)lrc;
1416                 blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
1417                 zbookmark_phys_t zb;
1418
1419                 ASSERT(!BP_IS_REDACTED(bp));
1420                 if (BP_IS_HOLE(bp) ||
1421                     bp->blk_birth <= scn->scn_phys.scn_cur_min_txg)
1422                         return (0);
1423
1424                 /*
1425                  * birth can be < claim_txg if this record's txg is
1426                  * already txg sync'ed (but this log block contains
1427                  * other records that are not synced)
1428                  */
1429                 if (claim_txg == 0 || bp->blk_birth < claim_txg)
1430                         return (0);
1431
1432                 SET_BOOKMARK(&zb, zh->zh_log.blk_cksum.zc_word[ZIL_ZC_OBJSET],
1433                     lr->lr_foid, ZB_ZIL_LEVEL,
1434                     lr->lr_offset / BP_GET_LSIZE(bp));
1435
1436                 VERIFY(0 == scan_funcs[scn->scn_phys.scn_func](dp, bp, &zb));
1437         }
1438         return (0);
1439 }
1440
1441 static void
1442 dsl_scan_zil(dsl_pool_t *dp, zil_header_t *zh)
1443 {
1444         uint64_t claim_txg = zh->zh_claim_txg;
1445         zil_scan_arg_t zsa = { dp, zh };
1446         zilog_t *zilog;
1447
1448         ASSERT(spa_writeable(dp->dp_spa));
1449
1450         /*
1451          * We only want to visit blocks that have been claimed but not yet
1452          * replayed (or, in read-only mode, blocks that *would* be claimed).
1453          */
1454         if (claim_txg == 0)
1455                 return;
1456
1457         zilog = zil_alloc(dp->dp_meta_objset, zh);
1458
1459         (void) zil_parse(zilog, dsl_scan_zil_block, dsl_scan_zil_record, &zsa,
1460             claim_txg, B_FALSE);
1461
1462         zil_free(zilog);
1463 }
1464
1465 /*
1466  * We compare scan_prefetch_issue_ctx_t's based on their bookmarks. The idea
1467  * here is to sort the AVL tree by the order each block will be needed.
1468  */
1469 static int
1470 scan_prefetch_queue_compare(const void *a, const void *b)
1471 {
1472         const scan_prefetch_issue_ctx_t *spic_a = a, *spic_b = b;
1473         const scan_prefetch_ctx_t *spc_a = spic_a->spic_spc;
1474         const scan_prefetch_ctx_t *spc_b = spic_b->spic_spc;
1475
1476         return (zbookmark_compare(spc_a->spc_datablkszsec,
1477             spc_a->spc_indblkshift, spc_b->spc_datablkszsec,
1478             spc_b->spc_indblkshift, &spic_a->spic_zb, &spic_b->spic_zb));
1479 }
1480
1481 static void
1482 scan_prefetch_ctx_rele(scan_prefetch_ctx_t *spc, void *tag)
1483 {
1484         if (zfs_refcount_remove(&spc->spc_refcnt, tag) == 0) {
1485                 zfs_refcount_destroy(&spc->spc_refcnt);
1486                 kmem_free(spc, sizeof (scan_prefetch_ctx_t));
1487         }
1488 }
1489
1490 static scan_prefetch_ctx_t *
1491 scan_prefetch_ctx_create(dsl_scan_t *scn, dnode_phys_t *dnp, void *tag)
1492 {
1493         scan_prefetch_ctx_t *spc;
1494
1495         spc = kmem_alloc(sizeof (scan_prefetch_ctx_t), KM_SLEEP);
1496         zfs_refcount_create(&spc->spc_refcnt);
1497         zfs_refcount_add(&spc->spc_refcnt, tag);
1498         spc->spc_scn = scn;
1499         if (dnp != NULL) {
1500                 spc->spc_datablkszsec = dnp->dn_datablkszsec;
1501                 spc->spc_indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
1502                 spc->spc_root = B_FALSE;
1503         } else {
1504                 spc->spc_datablkszsec = 0;
1505                 spc->spc_indblkshift = 0;
1506                 spc->spc_root = B_TRUE;
1507         }
1508
1509         return (spc);
1510 }
1511
1512 static void
1513 scan_prefetch_ctx_add_ref(scan_prefetch_ctx_t *spc, void *tag)
1514 {
1515         zfs_refcount_add(&spc->spc_refcnt, tag);
1516 }
1517
1518 static void
1519 scan_ds_prefetch_queue_clear(dsl_scan_t *scn)
1520 {
1521         spa_t *spa = scn->scn_dp->dp_spa;
1522         void *cookie = NULL;
1523         scan_prefetch_issue_ctx_t *spic = NULL;
1524
1525         mutex_enter(&spa->spa_scrub_lock);
1526         while ((spic = avl_destroy_nodes(&scn->scn_prefetch_queue,
1527             &cookie)) != NULL) {
1528                 scan_prefetch_ctx_rele(spic->spic_spc, scn);
1529                 kmem_free(spic, sizeof (scan_prefetch_issue_ctx_t));
1530         }
1531         mutex_exit(&spa->spa_scrub_lock);
1532 }
1533
1534 static boolean_t
1535 dsl_scan_check_prefetch_resume(scan_prefetch_ctx_t *spc,
1536     const zbookmark_phys_t *zb)
1537 {
1538         zbookmark_phys_t *last_zb = &spc->spc_scn->scn_prefetch_bookmark;
1539         dnode_phys_t tmp_dnp;
1540         dnode_phys_t *dnp = (spc->spc_root) ? NULL : &tmp_dnp;
1541
1542         if (zb->zb_objset != last_zb->zb_objset)
1543                 return (B_TRUE);
1544         if ((int64_t)zb->zb_object < 0)
1545                 return (B_FALSE);
1546
1547         tmp_dnp.dn_datablkszsec = spc->spc_datablkszsec;
1548         tmp_dnp.dn_indblkshift = spc->spc_indblkshift;
1549
1550         if (zbookmark_subtree_completed(dnp, zb, last_zb))
1551                 return (B_TRUE);
1552
1553         return (B_FALSE);
1554 }
1555
1556 static void
1557 dsl_scan_prefetch(scan_prefetch_ctx_t *spc, blkptr_t *bp, zbookmark_phys_t *zb)
1558 {
1559         avl_index_t idx;
1560         dsl_scan_t *scn = spc->spc_scn;
1561         spa_t *spa = scn->scn_dp->dp_spa;
1562         scan_prefetch_issue_ctx_t *spic;
1563
1564         if (zfs_no_scrub_prefetch || BP_IS_REDACTED(bp))
1565                 return;
1566
1567         if (BP_IS_HOLE(bp) || bp->blk_birth <= scn->scn_phys.scn_cur_min_txg ||
1568             (BP_GET_LEVEL(bp) == 0 && BP_GET_TYPE(bp) != DMU_OT_DNODE &&
1569             BP_GET_TYPE(bp) != DMU_OT_OBJSET))
1570                 return;
1571
1572         if (dsl_scan_check_prefetch_resume(spc, zb))
1573                 return;
1574
1575         scan_prefetch_ctx_add_ref(spc, scn);
1576         spic = kmem_alloc(sizeof (scan_prefetch_issue_ctx_t), KM_SLEEP);
1577         spic->spic_spc = spc;
1578         spic->spic_bp = *bp;
1579         spic->spic_zb = *zb;
1580
1581         /*
1582          * Add the IO to the queue of blocks to prefetch. This allows us to
1583          * prioritize blocks that we will need first for the main traversal
1584          * thread.
1585          */
1586         mutex_enter(&spa->spa_scrub_lock);
1587         if (avl_find(&scn->scn_prefetch_queue, spic, &idx) != NULL) {
1588                 /* this block is already queued for prefetch */
1589                 kmem_free(spic, sizeof (scan_prefetch_issue_ctx_t));
1590                 scan_prefetch_ctx_rele(spc, scn);
1591                 mutex_exit(&spa->spa_scrub_lock);
1592                 return;
1593         }
1594
1595         avl_insert(&scn->scn_prefetch_queue, spic, idx);
1596         cv_broadcast(&spa->spa_scrub_io_cv);
1597         mutex_exit(&spa->spa_scrub_lock);
1598 }
1599
1600 static void
1601 dsl_scan_prefetch_dnode(dsl_scan_t *scn, dnode_phys_t *dnp,
1602     uint64_t objset, uint64_t object)
1603 {
1604         int i;
1605         zbookmark_phys_t zb;
1606         scan_prefetch_ctx_t *spc;
1607
1608         if (dnp->dn_nblkptr == 0 && !(dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR))
1609                 return;
1610
1611         SET_BOOKMARK(&zb, objset, object, 0, 0);
1612
1613         spc = scan_prefetch_ctx_create(scn, dnp, FTAG);
1614
1615         for (i = 0; i < dnp->dn_nblkptr; i++) {
1616                 zb.zb_level = BP_GET_LEVEL(&dnp->dn_blkptr[i]);
1617                 zb.zb_blkid = i;
1618                 dsl_scan_prefetch(spc, &dnp->dn_blkptr[i], &zb);
1619         }
1620
1621         if (dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) {
1622                 zb.zb_level = 0;
1623                 zb.zb_blkid = DMU_SPILL_BLKID;
1624                 dsl_scan_prefetch(spc, DN_SPILL_BLKPTR(dnp), &zb);
1625         }
1626
1627         scan_prefetch_ctx_rele(spc, FTAG);
1628 }
1629
1630 static void
1631 dsl_scan_prefetch_cb(zio_t *zio, const zbookmark_phys_t *zb, const blkptr_t *bp,
1632     arc_buf_t *buf, void *private)
1633 {
1634         scan_prefetch_ctx_t *spc = private;
1635         dsl_scan_t *scn = spc->spc_scn;
1636         spa_t *spa = scn->scn_dp->dp_spa;
1637
1638         /* broadcast that the IO has completed for rate limiting purposes */
1639         mutex_enter(&spa->spa_scrub_lock);
1640         ASSERT3U(spa->spa_scrub_inflight, >=, BP_GET_PSIZE(bp));
1641         spa->spa_scrub_inflight -= BP_GET_PSIZE(bp);
1642         cv_broadcast(&spa->spa_scrub_io_cv);
1643         mutex_exit(&spa->spa_scrub_lock);
1644
1645         /* if there was an error or we are done prefetching, just cleanup */
1646         if (buf == NULL || scn->scn_prefetch_stop)
1647                 goto out;
1648
1649         if (BP_GET_LEVEL(bp) > 0) {
1650                 int i;
1651                 blkptr_t *cbp;
1652                 int epb = BP_GET_LSIZE(bp) >> SPA_BLKPTRSHIFT;
1653                 zbookmark_phys_t czb;
1654
1655                 for (i = 0, cbp = buf->b_data; i < epb; i++, cbp++) {
1656                         SET_BOOKMARK(&czb, zb->zb_objset, zb->zb_object,
1657                             zb->zb_level - 1, zb->zb_blkid * epb + i);
1658                         dsl_scan_prefetch(spc, cbp, &czb);
1659                 }
1660         } else if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_DNODE) {
1661                 dnode_phys_t *cdnp;
1662                 int i;
1663                 int epb = BP_GET_LSIZE(bp) >> DNODE_SHIFT;
1664
1665                 for (i = 0, cdnp = buf->b_data; i < epb;
1666                     i += cdnp->dn_extra_slots + 1,
1667                     cdnp += cdnp->dn_extra_slots + 1) {
1668                         dsl_scan_prefetch_dnode(scn, cdnp,
1669                             zb->zb_objset, zb->zb_blkid * epb + i);
1670                 }
1671         } else if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_OBJSET) {
1672                 objset_phys_t *osp = buf->b_data;
1673
1674                 dsl_scan_prefetch_dnode(scn, &osp->os_meta_dnode,
1675                     zb->zb_objset, DMU_META_DNODE_OBJECT);
1676
1677                 if (OBJSET_BUF_HAS_USERUSED(buf)) {
1678                         dsl_scan_prefetch_dnode(scn,
1679                             &osp->os_groupused_dnode, zb->zb_objset,
1680                             DMU_GROUPUSED_OBJECT);
1681                         dsl_scan_prefetch_dnode(scn,
1682                             &osp->os_userused_dnode, zb->zb_objset,
1683                             DMU_USERUSED_OBJECT);
1684                 }
1685         }
1686
1687 out:
1688         if (buf != NULL)
1689                 arc_buf_destroy(buf, private);
1690         scan_prefetch_ctx_rele(spc, scn);
1691 }
1692
1693 /* ARGSUSED */
1694 static void
1695 dsl_scan_prefetch_thread(void *arg)
1696 {
1697         dsl_scan_t *scn = arg;
1698         spa_t *spa = scn->scn_dp->dp_spa;
1699         scan_prefetch_issue_ctx_t *spic;
1700
1701         /* loop until we are told to stop */
1702         while (!scn->scn_prefetch_stop) {
1703                 arc_flags_t flags = ARC_FLAG_NOWAIT |
1704                     ARC_FLAG_PRESCIENT_PREFETCH | ARC_FLAG_PREFETCH;
1705                 int zio_flags = ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SCAN_THREAD;
1706
1707                 mutex_enter(&spa->spa_scrub_lock);
1708
1709                 /*
1710                  * Wait until we have an IO to issue and are not above our
1711                  * maximum in flight limit.
1712                  */
1713                 while (!scn->scn_prefetch_stop &&
1714                     (avl_numnodes(&scn->scn_prefetch_queue) == 0 ||
1715                     spa->spa_scrub_inflight >= scn->scn_maxinflight_bytes)) {
1716                         cv_wait(&spa->spa_scrub_io_cv, &spa->spa_scrub_lock);
1717                 }
1718
1719                 /* recheck if we should stop since we waited for the cv */
1720                 if (scn->scn_prefetch_stop) {
1721                         mutex_exit(&spa->spa_scrub_lock);
1722                         break;
1723                 }
1724
1725                 /* remove the prefetch IO from the tree */
1726                 spic = avl_first(&scn->scn_prefetch_queue);
1727                 spa->spa_scrub_inflight += BP_GET_PSIZE(&spic->spic_bp);
1728                 avl_remove(&scn->scn_prefetch_queue, spic);
1729
1730                 mutex_exit(&spa->spa_scrub_lock);
1731
1732                 if (BP_IS_PROTECTED(&spic->spic_bp)) {
1733                         ASSERT(BP_GET_TYPE(&spic->spic_bp) == DMU_OT_DNODE ||
1734                             BP_GET_TYPE(&spic->spic_bp) == DMU_OT_OBJSET);
1735                         ASSERT3U(BP_GET_LEVEL(&spic->spic_bp), ==, 0);
1736                         zio_flags |= ZIO_FLAG_RAW;
1737                 }
1738
1739                 /* issue the prefetch asynchronously */
1740                 (void) arc_read(scn->scn_zio_root, scn->scn_dp->dp_spa,
1741                     &spic->spic_bp, dsl_scan_prefetch_cb, spic->spic_spc,
1742                     ZIO_PRIORITY_SCRUB, zio_flags, &flags, &spic->spic_zb);
1743
1744                 kmem_free(spic, sizeof (scan_prefetch_issue_ctx_t));
1745         }
1746
1747         ASSERT(scn->scn_prefetch_stop);
1748
1749         /* free any prefetches we didn't get to complete */
1750         mutex_enter(&spa->spa_scrub_lock);
1751         while ((spic = avl_first(&scn->scn_prefetch_queue)) != NULL) {
1752                 avl_remove(&scn->scn_prefetch_queue, spic);
1753                 scan_prefetch_ctx_rele(spic->spic_spc, scn);
1754                 kmem_free(spic, sizeof (scan_prefetch_issue_ctx_t));
1755         }
1756         ASSERT0(avl_numnodes(&scn->scn_prefetch_queue));
1757         mutex_exit(&spa->spa_scrub_lock);
1758 }
1759
1760 static boolean_t
1761 dsl_scan_check_resume(dsl_scan_t *scn, const dnode_phys_t *dnp,
1762     const zbookmark_phys_t *zb)
1763 {
1764         /*
1765          * We never skip over user/group accounting objects (obj<0)
1766          */
1767         if (!ZB_IS_ZERO(&scn->scn_phys.scn_bookmark) &&
1768             (int64_t)zb->zb_object >= 0) {
1769                 /*
1770                  * If we already visited this bp & everything below (in
1771                  * a prior txg sync), don't bother doing it again.
1772                  */
1773                 if (zbookmark_subtree_completed(dnp, zb,
1774                     &scn->scn_phys.scn_bookmark))
1775                         return (B_TRUE);
1776
1777                 /*
1778                  * If we found the block we're trying to resume from, or
1779                  * we went past it to a different object, zero it out to
1780                  * indicate that it's OK to start checking for suspending
1781                  * again.
1782                  */
1783                 if (bcmp(zb, &scn->scn_phys.scn_bookmark, sizeof (*zb)) == 0 ||
1784                     zb->zb_object > scn->scn_phys.scn_bookmark.zb_object) {
1785                         dprintf("resuming at %llx/%llx/%llx/%llx\n",
1786                             (longlong_t)zb->zb_objset,
1787                             (longlong_t)zb->zb_object,
1788                             (longlong_t)zb->zb_level,
1789                             (longlong_t)zb->zb_blkid);
1790                         bzero(&scn->scn_phys.scn_bookmark, sizeof (*zb));
1791                 }
1792         }
1793         return (B_FALSE);
1794 }
1795
1796 static void dsl_scan_visitbp(blkptr_t *bp, const zbookmark_phys_t *zb,
1797     dnode_phys_t *dnp, dsl_dataset_t *ds, dsl_scan_t *scn,
1798     dmu_objset_type_t ostype, dmu_tx_t *tx);
1799 inline __attribute__((always_inline)) static void dsl_scan_visitdnode(
1800     dsl_scan_t *, dsl_dataset_t *ds, dmu_objset_type_t ostype,
1801     dnode_phys_t *dnp, uint64_t object, dmu_tx_t *tx);
1802
1803 /*
1804  * Return nonzero on i/o error.
1805  * Return new buf to write out in *bufp.
1806  */
1807 inline __attribute__((always_inline)) static int
1808 dsl_scan_recurse(dsl_scan_t *scn, dsl_dataset_t *ds, dmu_objset_type_t ostype,
1809     dnode_phys_t *dnp, const blkptr_t *bp,
1810     const zbookmark_phys_t *zb, dmu_tx_t *tx)
1811 {
1812         dsl_pool_t *dp = scn->scn_dp;
1813         int zio_flags = ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SCAN_THREAD;
1814         int err;
1815
1816         ASSERT(!BP_IS_REDACTED(bp));
1817
1818         if (BP_GET_LEVEL(bp) > 0) {
1819                 arc_flags_t flags = ARC_FLAG_WAIT;
1820                 int i;
1821                 blkptr_t *cbp;
1822                 int epb = BP_GET_LSIZE(bp) >> SPA_BLKPTRSHIFT;
1823                 arc_buf_t *buf;
1824
1825                 err = arc_read(NULL, dp->dp_spa, bp, arc_getbuf_func, &buf,
1826                     ZIO_PRIORITY_SCRUB, zio_flags, &flags, zb);
1827                 if (err) {
1828                         scn->scn_phys.scn_errors++;
1829                         return (err);
1830                 }
1831                 for (i = 0, cbp = buf->b_data; i < epb; i++, cbp++) {
1832                         zbookmark_phys_t czb;
1833
1834                         SET_BOOKMARK(&czb, zb->zb_objset, zb->zb_object,
1835                             zb->zb_level - 1,
1836                             zb->zb_blkid * epb + i);
1837                         dsl_scan_visitbp(cbp, &czb, dnp,
1838                             ds, scn, ostype, tx);
1839                 }
1840                 arc_buf_destroy(buf, &buf);
1841         } else if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_DNODE) {
1842                 arc_flags_t flags = ARC_FLAG_WAIT;
1843                 dnode_phys_t *cdnp;
1844                 int i;
1845                 int epb = BP_GET_LSIZE(bp) >> DNODE_SHIFT;
1846                 arc_buf_t *buf;
1847
1848                 if (BP_IS_PROTECTED(bp)) {
1849                         ASSERT3U(BP_GET_COMPRESS(bp), ==, ZIO_COMPRESS_OFF);
1850                         zio_flags |= ZIO_FLAG_RAW;
1851                 }
1852
1853                 err = arc_read(NULL, dp->dp_spa, bp, arc_getbuf_func, &buf,
1854                     ZIO_PRIORITY_SCRUB, zio_flags, &flags, zb);
1855                 if (err) {
1856                         scn->scn_phys.scn_errors++;
1857                         return (err);
1858                 }
1859                 for (i = 0, cdnp = buf->b_data; i < epb;
1860                     i += cdnp->dn_extra_slots + 1,
1861                     cdnp += cdnp->dn_extra_slots + 1) {
1862                         dsl_scan_visitdnode(scn, ds, ostype,
1863                             cdnp, zb->zb_blkid * epb + i, tx);
1864                 }
1865
1866                 arc_buf_destroy(buf, &buf);
1867         } else if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_OBJSET) {
1868                 arc_flags_t flags = ARC_FLAG_WAIT;
1869                 objset_phys_t *osp;
1870                 arc_buf_t *buf;
1871
1872                 err = arc_read(NULL, dp->dp_spa, bp, arc_getbuf_func, &buf,
1873                     ZIO_PRIORITY_SCRUB, zio_flags, &flags, zb);
1874                 if (err) {
1875                         scn->scn_phys.scn_errors++;
1876                         return (err);
1877                 }
1878
1879                 osp = buf->b_data;
1880
1881                 dsl_scan_visitdnode(scn, ds, osp->os_type,
1882                     &osp->os_meta_dnode, DMU_META_DNODE_OBJECT, tx);
1883
1884                 if (OBJSET_BUF_HAS_USERUSED(buf)) {
1885                         /*
1886                          * We also always visit user/group/project accounting
1887                          * objects, and never skip them, even if we are
1888                          * suspending. This is necessary so that the
1889                          * space deltas from this txg get integrated.
1890                          */
1891                         if (OBJSET_BUF_HAS_PROJECTUSED(buf))
1892                                 dsl_scan_visitdnode(scn, ds, osp->os_type,
1893                                     &osp->os_projectused_dnode,
1894                                     DMU_PROJECTUSED_OBJECT, tx);
1895                         dsl_scan_visitdnode(scn, ds, osp->os_type,
1896                             &osp->os_groupused_dnode,
1897                             DMU_GROUPUSED_OBJECT, tx);
1898                         dsl_scan_visitdnode(scn, ds, osp->os_type,
1899                             &osp->os_userused_dnode,
1900                             DMU_USERUSED_OBJECT, tx);
1901                 }
1902                 arc_buf_destroy(buf, &buf);
1903         }
1904
1905         return (0);
1906 }
1907
1908 inline __attribute__((always_inline)) static void
1909 dsl_scan_visitdnode(dsl_scan_t *scn, dsl_dataset_t *ds,
1910     dmu_objset_type_t ostype, dnode_phys_t *dnp,
1911     uint64_t object, dmu_tx_t *tx)
1912 {
1913         int j;
1914
1915         for (j = 0; j < dnp->dn_nblkptr; j++) {
1916                 zbookmark_phys_t czb;
1917
1918                 SET_BOOKMARK(&czb, ds ? ds->ds_object : 0, object,
1919                     dnp->dn_nlevels - 1, j);
1920                 dsl_scan_visitbp(&dnp->dn_blkptr[j],
1921                     &czb, dnp, ds, scn, ostype, tx);
1922         }
1923
1924         if (dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) {
1925                 zbookmark_phys_t czb;
1926                 SET_BOOKMARK(&czb, ds ? ds->ds_object : 0, object,
1927                     0, DMU_SPILL_BLKID);
1928                 dsl_scan_visitbp(DN_SPILL_BLKPTR(dnp),
1929                     &czb, dnp, ds, scn, ostype, tx);
1930         }
1931 }
1932
1933 /*
1934  * The arguments are in this order because mdb can only print the
1935  * first 5; we want them to be useful.
1936  */
1937 static void
1938 dsl_scan_visitbp(blkptr_t *bp, const zbookmark_phys_t *zb,
1939     dnode_phys_t *dnp, dsl_dataset_t *ds, dsl_scan_t *scn,
1940     dmu_objset_type_t ostype, dmu_tx_t *tx)
1941 {
1942         dsl_pool_t *dp = scn->scn_dp;
1943         blkptr_t *bp_toread = NULL;
1944
1945         if (dsl_scan_check_suspend(scn, zb))
1946                 return;
1947
1948         if (dsl_scan_check_resume(scn, dnp, zb))
1949                 return;
1950
1951         scn->scn_visited_this_txg++;
1952
1953         /*
1954          * This debugging is commented out to conserve stack space.  This
1955          * function is called recursively and the debugging adds several
1956          * bytes to the stack for each call.  It can be commented back in
1957          * if required to debug an issue in dsl_scan_visitbp().
1958          *
1959          * dprintf_bp(bp,
1960          *     "visiting ds=%p/%llu zb=%llx/%llx/%llx/%llx bp=%p",
1961          *     ds, ds ? ds->ds_object : 0,
1962          *     zb->zb_objset, zb->zb_object, zb->zb_level, zb->zb_blkid,
1963          *     bp);
1964          */
1965
1966         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
1967                 scn->scn_holes_this_txg++;
1968                 return;
1969         }
1970
1971         if (BP_IS_REDACTED(bp)) {
1972                 ASSERT(dsl_dataset_feature_is_active(ds,
1973                     SPA_FEATURE_REDACTED_DATASETS));
1974                 return;
1975         }
1976
1977         if (bp->blk_birth <= scn->scn_phys.scn_cur_min_txg) {
1978                 scn->scn_lt_min_this_txg++;
1979                 return;
1980         }
1981
1982         bp_toread = kmem_alloc(sizeof (blkptr_t), KM_SLEEP);
1983         *bp_toread = *bp;
1984
1985         if (dsl_scan_recurse(scn, ds, ostype, dnp, bp_toread, zb, tx) != 0)
1986                 goto out;
1987
1988         /*
1989          * If dsl_scan_ddt() has already visited this block, it will have
1990          * already done any translations or scrubbing, so don't call the
1991          * callback again.
1992          */
1993         if (ddt_class_contains(dp->dp_spa,
1994             scn->scn_phys.scn_ddt_class_max, bp)) {
1995                 scn->scn_ddt_contained_this_txg++;
1996                 goto out;
1997         }
1998
1999         /*
2000          * If this block is from the future (after cur_max_txg), then we
2001          * are doing this on behalf of a deleted snapshot, and we will
2002          * revisit the future block on the next pass of this dataset.
2003          * Don't scan it now unless we need to because something
2004          * under it was modified.
2005          */
2006         if (BP_PHYSICAL_BIRTH(bp) > scn->scn_phys.scn_cur_max_txg) {
2007                 scn->scn_gt_max_this_txg++;
2008                 goto out;
2009         }
2010
2011         scan_funcs[scn->scn_phys.scn_func](dp, bp, zb);
2012
2013 out:
2014         kmem_free(bp_toread, sizeof (blkptr_t));
2015 }
2016
2017 static void
2018 dsl_scan_visit_rootbp(dsl_scan_t *scn, dsl_dataset_t *ds, blkptr_t *bp,
2019     dmu_tx_t *tx)
2020 {
2021         zbookmark_phys_t zb;
2022         scan_prefetch_ctx_t *spc;
2023
2024         SET_BOOKMARK(&zb, ds ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2025             ZB_ROOT_OBJECT, ZB_ROOT_LEVEL, ZB_ROOT_BLKID);
2026
2027         if (ZB_IS_ZERO(&scn->scn_phys.scn_bookmark)) {
2028                 SET_BOOKMARK(&scn->scn_prefetch_bookmark,
2029                     zb.zb_objset, 0, 0, 0);
2030         } else {
2031                 scn->scn_prefetch_bookmark = scn->scn_phys.scn_bookmark;
2032         }
2033
2034         scn->scn_objsets_visited_this_txg++;
2035
2036         spc = scan_prefetch_ctx_create(scn, NULL, FTAG);
2037         dsl_scan_prefetch(spc, bp, &zb);
2038         scan_prefetch_ctx_rele(spc, FTAG);
2039
2040         dsl_scan_visitbp(bp, &zb, NULL, ds, scn, DMU_OST_NONE, tx);
2041
2042         dprintf_ds(ds, "finished scan%s", "");
2043 }
2044
2045 static void
2046 ds_destroyed_scn_phys(dsl_dataset_t *ds, dsl_scan_phys_t *scn_phys)
2047 {
2048         if (scn_phys->scn_bookmark.zb_objset == ds->ds_object) {
2049                 if (ds->ds_is_snapshot) {
2050                         /*
2051                          * Note:
2052                          *  - scn_cur_{min,max}_txg stays the same.
2053                          *  - Setting the flag is not really necessary if
2054                          *    scn_cur_max_txg == scn_max_txg, because there
2055                          *    is nothing after this snapshot that we care
2056                          *    about.  However, we set it anyway and then
2057                          *    ignore it when we retraverse it in
2058                          *    dsl_scan_visitds().
2059                          */
2060                         scn_phys->scn_bookmark.zb_objset =
2061                             dsl_dataset_phys(ds)->ds_next_snap_obj;
2062                         zfs_dbgmsg("destroying ds %llu; currently traversing; "
2063                             "reset zb_objset to %llu",
2064                             (u_longlong_t)ds->ds_object,
2065                             (u_longlong_t)dsl_dataset_phys(ds)->
2066                             ds_next_snap_obj);
2067                         scn_phys->scn_flags |= DSF_VISIT_DS_AGAIN;
2068                 } else {
2069                         SET_BOOKMARK(&scn_phys->scn_bookmark,
2070                             ZB_DESTROYED_OBJSET, 0, 0, 0);
2071                         zfs_dbgmsg("destroying ds %llu; currently traversing; "
2072                             "reset bookmark to -1,0,0,0",
2073                             (u_longlong_t)ds->ds_object);
2074                 }
2075         }
2076 }
2077
2078 /*
2079  * Invoked when a dataset is destroyed. We need to make sure that:
2080  *
2081  * 1) If it is the dataset that was currently being scanned, we write
2082  *      a new dsl_scan_phys_t and marking the objset reference in it
2083  *      as destroyed.
2084  * 2) Remove it from the work queue, if it was present.
2085  *
2086  * If the dataset was actually a snapshot, instead of marking the dataset
2087  * as destroyed, we instead substitute the next snapshot in line.
2088  */
2089 void
2090 dsl_scan_ds_destroyed(dsl_dataset_t *ds, dmu_tx_t *tx)
2091 {
2092         dsl_pool_t *dp = ds->ds_dir->dd_pool;
2093         dsl_scan_t *scn = dp->dp_scan;
2094         uint64_t mintxg;
2095
2096         if (!dsl_scan_is_running(scn))
2097                 return;
2098
2099         ds_destroyed_scn_phys(ds, &scn->scn_phys);
2100         ds_destroyed_scn_phys(ds, &scn->scn_phys_cached);
2101
2102         if (scan_ds_queue_contains(scn, ds->ds_object, &mintxg)) {
2103                 scan_ds_queue_remove(scn, ds->ds_object);
2104                 if (ds->ds_is_snapshot)
2105                         scan_ds_queue_insert(scn,
2106                             dsl_dataset_phys(ds)->ds_next_snap_obj, mintxg);
2107         }
2108
2109         if (zap_lookup_int_key(dp->dp_meta_objset, scn->scn_phys.scn_queue_obj,
2110             ds->ds_object, &mintxg) == 0) {
2111                 ASSERT3U(dsl_dataset_phys(ds)->ds_num_children, <=, 1);
2112                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove_int(dp->dp_meta_objset,
2113                     scn->scn_phys.scn_queue_obj, ds->ds_object, tx));
2114                 if (ds->ds_is_snapshot) {
2115                         /*
2116                          * We keep the same mintxg; it could be >
2117                          * ds_creation_txg if the previous snapshot was
2118                          * deleted too.
2119                          */
2120                         VERIFY(zap_add_int_key(dp->dp_meta_objset,
2121                             scn->scn_phys.scn_queue_obj,
2122                             dsl_dataset_phys(ds)->ds_next_snap_obj,
2123                             mintxg, tx) == 0);
2124                         zfs_dbgmsg("destroying ds %llu; in queue; "
2125                             "replacing with %llu",
2126                             (u_longlong_t)ds->ds_object,
2127                             (u_longlong_t)dsl_dataset_phys(ds)->
2128                             ds_next_snap_obj);
2129                 } else {
2130                         zfs_dbgmsg("destroying ds %llu; in queue; removing",
2131                             (u_longlong_t)ds->ds_object);
2132                 }
2133         }
2134
2135         /*
2136          * dsl_scan_sync() should be called after this, and should sync
2137          * out our changed state, but just to be safe, do it here.
2138          */
2139         dsl_scan_sync_state(scn, tx, SYNC_CACHED);
2140 }
2141
2142 static void
2143 ds_snapshotted_bookmark(dsl_dataset_t *ds, zbookmark_phys_t *scn_bookmark)
2144 {
2145         if (scn_bookmark->zb_objset == ds->ds_object) {
2146                 scn_bookmark->zb_objset =
2147                     dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj;
2148                 zfs_dbgmsg("snapshotting ds %llu; currently traversing; "
2149                     "reset zb_objset to %llu",
2150                     (u_longlong_t)ds->ds_object,
2151                     (u_longlong_t)dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj);
2152         }
2153 }
2154
2155 /*
2156  * Called when a dataset is snapshotted. If we were currently traversing
2157  * this snapshot, we reset our bookmark to point at the newly created
2158  * snapshot. We also modify our work queue to remove the old snapshot and
2159  * replace with the new one.
2160  */
2161 void
2162 dsl_scan_ds_snapshotted(dsl_dataset_t *ds, dmu_tx_t *tx)
2163 {
2164         dsl_pool_t *dp = ds->ds_dir->dd_pool;
2165         dsl_scan_t *scn = dp->dp_scan;
2166         uint64_t mintxg;
2167
2168         if (!dsl_scan_is_running(scn))
2169                 return;
2170
2171         ASSERT(dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj != 0);
2172
2173         ds_snapshotted_bookmark(ds, &scn->scn_phys.scn_bookmark);
2174         ds_snapshotted_bookmark(ds, &scn->scn_phys_cached.scn_bookmark);
2175
2176         if (scan_ds_queue_contains(scn, ds->ds_object, &mintxg)) {
2177                 scan_ds_queue_remove(scn, ds->ds_object);
2178                 scan_ds_queue_insert(scn,
2179                     dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, mintxg);
2180         }
2181
2182         if (zap_lookup_int_key(dp->dp_meta_objset, scn->scn_phys.scn_queue_obj,
2183             ds->ds_object, &mintxg) == 0) {
2184                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove_int(dp->dp_meta_objset,
2185                     scn->scn_phys.scn_queue_obj, ds->ds_object, tx));
2186                 VERIFY(zap_add_int_key(dp->dp_meta_objset,
2187                     scn->scn_phys.scn_queue_obj,
2188                     dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, mintxg, tx) == 0);
2189                 zfs_dbgmsg("snapshotting ds %llu; in queue; "
2190                     "replacing with %llu",
2191                     (u_longlong_t)ds->ds_object,
2192                     (u_longlong_t)dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj);
2193         }
2194
2195         dsl_scan_sync_state(scn, tx, SYNC_CACHED);
2196 }
2197
2198 static void
2199 ds_clone_swapped_bookmark(dsl_dataset_t *ds1, dsl_dataset_t *ds2,
2200     zbookmark_phys_t *scn_bookmark)
2201 {
2202         if (scn_bookmark->zb_objset == ds1->ds_object) {
2203                 scn_bookmark->zb_objset = ds2->ds_object;
2204                 zfs_dbgmsg("clone_swap ds %llu; currently traversing; "
2205                     "reset zb_objset to %llu",
2206                     (u_longlong_t)ds1->ds_object,
2207                     (u_longlong_t)ds2->ds_object);
2208         } else if (scn_bookmark->zb_objset == ds2->ds_object) {
2209                 scn_bookmark->zb_objset = ds1->ds_object;
2210                 zfs_dbgmsg("clone_swap ds %llu; currently traversing; "
2211                     "reset zb_objset to %llu",
2212                     (u_longlong_t)ds2->ds_object,
2213                     (u_longlong_t)ds1->ds_object);
2214         }
2215 }
2216
2217 /*
2218  * Called when an origin dataset and its clone are swapped.  If we were
2219  * currently traversing the dataset, we need to switch to traversing the
2220  * newly promoted clone.
2221  */
2222 void
2223 dsl_scan_ds_clone_swapped(dsl_dataset_t *ds1, dsl_dataset_t *ds2, dmu_tx_t *tx)
2224 {
2225         dsl_pool_t *dp = ds1->ds_dir->dd_pool;
2226         dsl_scan_t *scn = dp->dp_scan;
2227         uint64_t mintxg1, mintxg2;
2228         boolean_t ds1_queued, ds2_queued;
2229
2230         if (!dsl_scan_is_running(scn))
2231                 return;
2232
2233         ds_clone_swapped_bookmark(ds1, ds2, &scn->scn_phys.scn_bookmark);
2234         ds_clone_swapped_bookmark(ds1, ds2, &scn->scn_phys_cached.scn_bookmark);
2235
2236         /*
2237          * Handle the in-memory scan queue.
2238          */
2239         ds1_queued = scan_ds_queue_contains(scn, ds1->ds_object, &mintxg1);
2240         ds2_queued = scan_ds_queue_contains(scn, ds2->ds_object, &mintxg2);
2241
2242         /* Sanity checking. */
2243         if (ds1_queued) {
2244                 ASSERT3U(mintxg1, ==, dsl_dataset_phys(ds1)->ds_prev_snap_txg);
2245                 ASSERT3U(mintxg1, ==, dsl_dataset_phys(ds2)->ds_prev_snap_txg);
2246         }
2247         if (ds2_queued) {
2248                 ASSERT3U(mintxg2, ==, dsl_dataset_phys(ds1)->ds_prev_snap_txg);
2249                 ASSERT3U(mintxg2, ==, dsl_dataset_phys(ds2)->ds_prev_snap_txg);
2250         }
2251
2252         if (ds1_queued && ds2_queued) {
2253                 /*
2254                  * If both are queued, we don't need to do anything.
2255                  * The swapping code below would not handle this case correctly,
2256                  * since we can't insert ds2 if it is already there. That's
2257                  * because scan_ds_queue_insert() prohibits a duplicate insert
2258                  * and panics.
2259                  */
2260         } else if (ds1_queued) {
2261                 scan_ds_queue_remove(scn, ds1->ds_object);
2262                 scan_ds_queue_insert(scn, ds2->ds_object, mintxg1);
2263         } else if (ds2_queued) {
2264                 scan_ds_queue_remove(scn, ds2->ds_object);
2265                 scan_ds_queue_insert(scn, ds1->ds_object, mintxg2);
2266         }
2267
2268         /*
2269          * Handle the on-disk scan queue.
2270          * The on-disk state is an out-of-date version of the in-memory state,
2271          * so the in-memory and on-disk values for ds1_queued and ds2_queued may
2272          * be different. Therefore we need to apply the swap logic to the
2273          * on-disk state independently of the in-memory state.
2274          */
2275         ds1_queued = zap_lookup_int_key(dp->dp_meta_objset,
2276             scn->scn_phys.scn_queue_obj, ds1->ds_object, &mintxg1) == 0;
2277         ds2_queued = zap_lookup_int_key(dp->dp_meta_objset,
2278             scn->scn_phys.scn_queue_obj, ds2->ds_object, &mintxg2) == 0;
2279
2280         /* Sanity checking. */
2281         if (ds1_queued) {
2282                 ASSERT3U(mintxg1, ==, dsl_dataset_phys(ds1)->ds_prev_snap_txg);
2283                 ASSERT3U(mintxg1, ==, dsl_dataset_phys(ds2)->ds_prev_snap_txg);
2284         }
2285         if (ds2_queued) {
2286                 ASSERT3U(mintxg2, ==, dsl_dataset_phys(ds1)->ds_prev_snap_txg);
2287                 ASSERT3U(mintxg2, ==, dsl_dataset_phys(ds2)->ds_prev_snap_txg);
2288         }
2289
2290         if (ds1_queued && ds2_queued) {
2291                 /*
2292                  * If both are queued, we don't need to do anything.
2293                  * Alternatively, we could check for EEXIST from
2294                  * zap_add_int_key() and back out to the original state, but
2295                  * that would be more work than checking for this case upfront.
2296                  */
2297         } else if (ds1_queued) {
2298                 VERIFY3S(0, ==, zap_remove_int(dp->dp_meta_objset,
2299                     scn->scn_phys.scn_queue_obj, ds1->ds_object, tx));
2300                 VERIFY3S(0, ==, zap_add_int_key(dp->dp_meta_objset,
2301                     scn->scn_phys.scn_queue_obj, ds2->ds_object, mintxg1, tx));
2302                 zfs_dbgmsg("clone_swap ds %llu; in queue; "
2303                     "replacing with %llu",
2304                     (u_longlong_t)ds1->ds_object,
2305                     (u_longlong_t)ds2->ds_object);
2306         } else if (ds2_queued) {
2307                 VERIFY3S(0, ==, zap_remove_int(dp->dp_meta_objset,
2308                     scn->scn_phys.scn_queue_obj, ds2->ds_object, tx));
2309                 VERIFY3S(0, ==, zap_add_int_key(dp->dp_meta_objset,
2310                     scn->scn_phys.scn_queue_obj, ds1->ds_object, mintxg2, tx));
2311                 zfs_dbgmsg("clone_swap ds %llu; in queue; "
2312                     "replacing with %llu",
2313                     (u_longlong_t)ds2->ds_object,
2314                     (u_longlong_t)ds1->ds_object);
2315         }
2316
2317         dsl_scan_sync_state(scn, tx, SYNC_CACHED);
2318 }
2319
2320 /* ARGSUSED */
2321 static int
2322 enqueue_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *hds, void *arg)
2323 {
2324         uint64_t originobj = *(uint64_t *)arg;
2325         dsl_dataset_t *ds;
2326         int err;
2327         dsl_scan_t *scn = dp->dp_scan;
2328
2329         if (dsl_dir_phys(hds->ds_dir)->dd_origin_obj != originobj)
2330                 return (0);
2331
2332         err = dsl_dataset_hold_obj(dp, hds->ds_object, FTAG, &ds);
2333         if (err)
2334                 return (err);
2335
2336         while (dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj != originobj) {
2337                 dsl_dataset_t *prev;
2338                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
2339                     dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, FTAG, &prev);
2340
2341                 dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
2342                 if (err)
2343                         return (err);
2344                 ds = prev;
2345         }
2346         scan_ds_queue_insert(scn, ds->ds_object,
2347             dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_txg);
2348         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
2349         return (0);
2350 }
2351
2352 static void
2353 dsl_scan_visitds(dsl_scan_t *scn, uint64_t dsobj, dmu_tx_t *tx)
2354 {
2355         dsl_pool_t *dp = scn->scn_dp;
2356         dsl_dataset_t *ds;
2357
2358         VERIFY3U(0, ==, dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
2359
2360         if (scn->scn_phys.scn_cur_min_txg >=
2361             scn->scn_phys.scn_max_txg) {
2362                 /*
2363                  * This can happen if this snapshot was created after the
2364                  * scan started, and we already completed a previous snapshot
2365                  * that was created after the scan started.  This snapshot
2366                  * only references blocks with:
2367                  *
2368                  *      birth < our ds_creation_txg
2369                  *      cur_min_txg is no less than ds_creation_txg.
2370                  *      We have already visited these blocks.
2371                  * or
2372                  *      birth > scn_max_txg
2373                  *      The scan requested not to visit these blocks.
2374                  *
2375                  * Subsequent snapshots (and clones) can reference our
2376                  * blocks, or blocks with even higher birth times.
2377                  * Therefore we do not need to visit them either,
2378                  * so we do not add them to the work queue.
2379                  *
2380                  * Note that checking for cur_min_txg >= cur_max_txg
2381                  * is not sufficient, because in that case we may need to
2382                  * visit subsequent snapshots.  This happens when min_txg > 0,
2383                  * which raises cur_min_txg.  In this case we will visit
2384                  * this dataset but skip all of its blocks, because the
2385                  * rootbp's birth time is < cur_min_txg.  Then we will
2386                  * add the next snapshots/clones to the work queue.
2387                  */
2388                 char *dsname = kmem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, KM_SLEEP);
2389                 dsl_dataset_name(ds, dsname);
2390                 zfs_dbgmsg("scanning dataset %llu (%s) is unnecessary because "
2391                     "cur_min_txg (%llu) >= max_txg (%llu)",
2392                     (longlong_t)dsobj, dsname,
2393                     (longlong_t)scn->scn_phys.scn_cur_min_txg,
2394                     (longlong_t)scn->scn_phys.scn_max_txg);
2395                 kmem_free(dsname, MAXNAMELEN);
2396
2397                 goto out;
2398         }
2399
2400         /*
2401          * Only the ZIL in the head (non-snapshot) is valid. Even though
2402          * snapshots can have ZIL block pointers (which may be the same
2403          * BP as in the head), they must be ignored. In addition, $ORIGIN
2404          * doesn't have a objset (i.e. its ds_bp is a hole) so we don't
2405          * need to look for a ZIL in it either. So we traverse the ZIL here,
2406          * rather than in scan_recurse(), because the regular snapshot
2407          * block-sharing rules don't apply to it.
2408          */
2409         if (!dsl_dataset_is_snapshot(ds) &&
2410             (dp->dp_origin_snap == NULL ||
2411             ds->ds_dir != dp->dp_origin_snap->ds_dir)) {
2412                 objset_t *os;
2413                 if (dmu_objset_from_ds(ds, &os) != 0) {
2414                         goto out;
2415                 }
2416                 dsl_scan_zil(dp, &os->os_zil_header);
2417         }
2418
2419         /*
2420          * Iterate over the bps in this ds.
2421          */
2422         dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dbuf, tx);
2423         rrw_enter(&ds->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
2424         dsl_scan_visit_rootbp(scn, ds, &dsl_dataset_phys(ds)->ds_bp, tx);
2425         rrw_exit(&ds->ds_bp_rwlock, FTAG);
2426
2427         char *dsname = kmem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, KM_SLEEP);
2428         dsl_dataset_name(ds, dsname);
2429         zfs_dbgmsg("scanned dataset %llu (%s) with min=%llu max=%llu; "
2430             "suspending=%u",
2431             (longlong_t)dsobj, dsname,
2432             (longlong_t)scn->scn_phys.scn_cur_min_txg,
2433             (longlong_t)scn->scn_phys.scn_cur_max_txg,
2434             (int)scn->scn_suspending);
2435         kmem_free(dsname, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
2436
2437         if (scn->scn_suspending)
2438                 goto out;
2439
2440         /*
2441          * We've finished this pass over this dataset.
2442          */
2443
2444         /*
2445          * If we did not completely visit this dataset, do another pass.
2446          */
2447         if (scn->scn_phys.scn_flags & DSF_VISIT_DS_AGAIN) {
2448                 zfs_dbgmsg("incomplete pass; visiting again");
2449                 scn->scn_phys.scn_flags &= ~DSF_VISIT_DS_AGAIN;
2450                 scan_ds_queue_insert(scn, ds->ds_object,
2451                     scn->scn_phys.scn_cur_max_txg);
2452                 goto out;
2453         }
2454
2455         /*
2456          * Add descendant datasets to work queue.
2457          */
2458         if (dsl_dataset_phys(ds)->ds_next_snap_obj != 0) {
2459                 scan_ds_queue_insert(scn,
2460                     dsl_dataset_phys(ds)->ds_next_snap_obj,
2461                     dsl_dataset_phys(ds)->ds_creation_txg);
2462         }
2463         if (dsl_dataset_phys(ds)->ds_num_children > 1) {
2464                 boolean_t usenext = B_FALSE;
2465                 if (dsl_dataset_phys(ds)->ds_next_clones_obj != 0) {
2466                         uint64_t count;
2467                         /*
2468                          * A bug in a previous version of the code could
2469                          * cause upgrade_clones_cb() to not set
2470                          * ds_next_snap_obj when it should, leading to a
2471                          * missing entry.  Therefore we can only use the
2472                          * next_clones_obj when its count is correct.
2473                          */
2474                         int err = zap_count(dp->dp_meta_objset,
2475                             dsl_dataset_phys(ds)->ds_next_clones_obj, &count);
2476                         if (err == 0 &&
2477                             count == dsl_dataset_phys(ds)->ds_num_children - 1)
2478                                 usenext = B_TRUE;
2479                 }
2480
2481                 if (usenext) {
2482                         zap_cursor_t zc;
2483                         zap_attribute_t za;
2484                         for (zap_cursor_init(&zc, dp->dp_meta_objset,
2485                             dsl_dataset_phys(ds)->ds_next_clones_obj);
2486                             zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0;
2487                             (void) zap_cursor_advance(&zc)) {
2488                                 scan_ds_queue_insert(scn,
2489                                     zfs_strtonum(za.za_name, NULL),
2490                                     dsl_dataset_phys(ds)->ds_creation_txg);
2491                         }
2492                         zap_cursor_fini(&zc);
2493                 } else {
2494                         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj,
2495                             enqueue_clones_cb, &ds->ds_object,
2496                             DS_FIND_CHILDREN));
2497                 }
2498         }
2499
2500 out:
2501         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
2502 }
2503
2504 /* ARGSUSED */
2505 static int
2506 enqueue_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *hds, void *arg)
2507 {
2508         dsl_dataset_t *ds;
2509         int err;
2510         dsl_scan_t *scn = dp->dp_scan;
2511
2512         err = dsl_dataset_hold_obj(dp, hds->ds_object, FTAG, &ds);
2513         if (err)
2514                 return (err);
2515
2516         while (dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj != 0) {
2517                 dsl_dataset_t *prev;
2518                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
2519                     dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_obj, FTAG, &prev);
2520                 if (err) {
2521                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
2522                         return (err);
2523                 }
2524
2525                 /*
2526                  * If this is a clone, we don't need to worry about it for now.
2527                  */
2528                 if (dsl_dataset_phys(prev)->ds_next_snap_obj != ds->ds_object) {
2529                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
2530                         dsl_dataset_rele(prev, FTAG);
2531                         return (0);
2532                 }
2533                 dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
2534                 ds = prev;
2535         }
2536
2537         scan_ds_queue_insert(scn, ds->ds_object,
2538             dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_txg);
2539         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
2540         return (0);
2541 }
2542
2543 /* ARGSUSED */
2544 void
2545 dsl_scan_ddt_entry(dsl_scan_t *scn, enum zio_checksum checksum,
2546     ddt_entry_t *dde, dmu_tx_t *tx)
2547 {
2548         const ddt_key_t *ddk = &dde->dde_key;
2549         ddt_phys_t *ddp = dde->dde_phys;
2550         blkptr_t bp;
2551         zbookmark_phys_t zb = { 0 };
2552         int p;
2553
2554         if (!dsl_scan_is_running(scn))
2555                 return;
2556
2557         /*
2558          * This function is special because it is the only thing
2559          * that can add scan_io_t's to the vdev scan queues from
2560          * outside dsl_scan_sync(). For the most part this is ok
2561          * as long as it is called from within syncing context.
2562          * However, dsl_scan_sync() expects that no new sio's will
2563          * be added between when all the work for a scan is done
2564          * and the next txg when the scan is actually marked as
2565          * completed. This check ensures we do not issue new sio's
2566          * during this period.
2567          */
2568         if (scn->scn_done_txg != 0)
2569                 return;
2570
2571         for (p = 0; p < DDT_PHYS_TYPES; p++, ddp++) {
2572                 if (ddp->ddp_phys_birth == 0 ||
2573                     ddp->ddp_phys_birth > scn->scn_phys.scn_max_txg)
2574                         continue;
2575                 ddt_bp_create(checksum, ddk, ddp, &bp);
2576
2577                 scn->scn_visited_this_txg++;
2578                 scan_funcs[scn->scn_phys.scn_func](scn->scn_dp, &bp, &zb);
2579         }
2580 }
2581
2582 /*
2583  * Scrub/dedup interaction.
2584  *
2585  * If there are N references to a deduped block, we don't want to scrub it
2586  * N times -- ideally, we should scrub it exactly once.
2587  *
2588  * We leverage the fact that the dde's replication class (enum ddt_class)
2589  * is ordered from highest replication class (DDT_CLASS_DITTO) to lowest
2590  * (DDT_CLASS_UNIQUE) so that we may walk the DDT in that order.
2591  *
2592  * To prevent excess scrubbing, the scrub begins by walking the DDT
2593  * to find all blocks with refcnt > 1, and scrubs each of these once.
2594  * Since there are two replication classes which contain blocks with
2595  * refcnt > 1, we scrub the highest replication class (DDT_CLASS_DITTO) first.
2596  * Finally the top-down scrub begins, only visiting blocks with refcnt == 1.
2597  *
2598  * There would be nothing more to say if a block's refcnt couldn't change
2599  * during a scrub, but of course it can so we must account for changes
2600  * in a block's replication class.
2601  *
2602  * Here's an example of what can occur:
2603  *
2604  * If a block has refcnt > 1 during the DDT scrub phase, but has refcnt == 1
2605  * when visited during the top-down scrub phase, it will be scrubbed twice.
2606  * This negates our scrub optimization, but is otherwise harmless.
2607  *
2608  * If a block has refcnt == 1 during the DDT scrub phase, but has refcnt > 1
2609  * on each visit during the top-down scrub phase, it will never be scrubbed.
2610  * To catch this, ddt_sync_entry() notifies the scrub code whenever a block's
2611  * reference class transitions to a higher level (i.e DDT_CLASS_UNIQUE to
2612  * DDT_CLASS_DUPLICATE); if it transitions from refcnt == 1 to refcnt > 1
2613  * while a scrub is in progress, it scrubs the block right then.
2614  */
2615 static void
2616 dsl_scan_ddt(dsl_scan_t *scn, dmu_tx_t *tx)
2617 {
2618         ddt_bookmark_t *ddb = &scn->scn_phys.scn_ddt_bookmark;
2619         ddt_entry_t dde;
2620         int error;
2621         uint64_t n = 0;
2622
2623         bzero(&dde, sizeof (ddt_entry_t));
2624
2625         while ((error = ddt_walk(scn->scn_dp->dp_spa, ddb, &dde)) == 0) {
2626                 ddt_t *ddt;
2627
2628                 if (ddb->ddb_class > scn->scn_phys.scn_ddt_class_max)
2629                         break;
2630                 dprintf("visiting ddb=%llu/%llu/%llu/%llx\n",
2631                     (longlong_t)ddb->ddb_class,
2632                     (longlong_t)ddb->ddb_type,
2633                     (longlong_t)ddb->ddb_checksum,
2634                     (longlong_t)ddb->ddb_cursor);
2635
2636                 /* There should be no pending changes to the dedup table */
2637                 ddt = scn->scn_dp->dp_spa->spa_ddt[ddb->ddb_checksum];
2638                 ASSERT(avl_first(&ddt->ddt_tree) == NULL);
2639
2640                 dsl_scan_ddt_entry(scn, ddb->ddb_checksum, &dde, tx);
2641                 n++;
2642
2643                 if (dsl_scan_check_suspend(scn, NULL))
2644                         break;
2645         }
2646
2647         zfs_dbgmsg("scanned %llu ddt entries with class_max = %u; "
2648             "suspending=%u", (longlong_t)n,
2649             (int)scn->scn_phys.scn_ddt_class_max, (int)scn->scn_suspending);
2650
2651         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
2652         ASSERT(error != ENOENT ||
2653             ddb->ddb_class > scn->scn_phys.scn_ddt_class_max);
2654 }
2655
2656 static uint64_t
2657 dsl_scan_ds_maxtxg(dsl_dataset_t *ds)
2658 {
2659         uint64_t smt = ds->ds_dir->dd_pool->dp_scan->scn_phys.scn_max_txg;
2660         if (ds->ds_is_snapshot)
2661                 return (MIN(smt, dsl_dataset_phys(ds)->ds_creation_txg));
2662         return (smt);
2663 }
2664
2665 static void
2666 dsl_scan_visit(dsl_scan_t *scn, dmu_tx_t *tx)
2667 {
2668         scan_ds_t *sds;
2669         dsl_pool_t *dp = scn->scn_dp;
2670
2671         if (scn->scn_phys.scn_ddt_bookmark.ddb_class <=
2672             scn->scn_phys.scn_ddt_class_max) {
2673                 scn->scn_phys.scn_cur_min_txg = scn->scn_phys.scn_min_txg;
2674                 scn->scn_phys.scn_cur_max_txg = scn->scn_phys.scn_max_txg;
2675                 dsl_scan_ddt(scn, tx);
2676                 if (scn->scn_suspending)
2677                         return;
2678         }
2679
2680         if (scn->scn_phys.scn_bookmark.zb_objset == DMU_META_OBJSET) {
2681                 /* First do the MOS & ORIGIN */
2682
2683                 scn->scn_phys.scn_cur_min_txg = scn->scn_phys.scn_min_txg;
2684                 scn->scn_phys.scn_cur_max_txg = scn->scn_phys.scn_max_txg;
2685                 dsl_scan_visit_rootbp(scn, NULL,
2686                     &dp->dp_meta_rootbp, tx);
2687                 spa_set_rootblkptr(dp->dp_spa, &dp->dp_meta_rootbp);
2688                 if (scn->scn_suspending)
2689                         return;
2690
2691                 if (spa_version(dp->dp_spa) < SPA_VERSION_DSL_SCRUB) {
2692                         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj,
2693                             enqueue_cb, NULL, DS_FIND_CHILDREN));
2694                 } else {
2695                         dsl_scan_visitds(scn,
2696                             dp->dp_origin_snap->ds_object, tx);
2697                 }
2698                 ASSERT(!scn->scn_suspending);
2699         } else if (scn->scn_phys.scn_bookmark.zb_objset !=
2700             ZB_DESTROYED_OBJSET) {
2701                 uint64_t dsobj = scn->scn_phys.scn_bookmark.zb_objset;
2702                 /*
2703                  * If we were suspended, continue from here. Note if the
2704                  * ds we were suspended on was deleted, the zb_objset may
2705                  * be -1, so we will skip this and find a new objset
2706                  * below.
2707                  */
2708                 dsl_scan_visitds(scn, dsobj, tx);
2709                 if (scn->scn_suspending)
2710                         return;
2711         }
2712
2713         /*
2714          * In case we suspended right at the end of the ds, zero the
2715          * bookmark so we don't think that we're still trying to resume.
2716          */
2717         bzero(&scn->scn_phys.scn_bookmark, sizeof (zbookmark_phys_t));
2718
2719         /*
2720          * Keep pulling things out of the dataset avl queue. Updates to the
2721          * persistent zap-object-as-queue happen only at checkpoints.
2722          */
2723         while ((sds = avl_first(&scn->scn_queue)) != NULL) {
2724                 dsl_dataset_t *ds;
2725                 uint64_t dsobj = sds->sds_dsobj;
2726                 uint64_t txg = sds->sds_txg;
2727
2728                 /* dequeue and free the ds from the queue */
2729                 scan_ds_queue_remove(scn, dsobj);
2730                 sds = NULL;
2731
2732                 /* set up min / max txg */
2733                 VERIFY3U(0, ==, dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
2734                 if (txg != 0) {
2735                         scn->scn_phys.scn_cur_min_txg =
2736                             MAX(scn->scn_phys.scn_min_txg, txg);
2737                 } else {
2738                         scn->scn_phys.scn_cur_min_txg =
2739                             MAX(scn->scn_phys.scn_min_txg,
2740                             dsl_dataset_phys(ds)->ds_prev_snap_txg);
2741                 }
2742                 scn->scn_phys.scn_cur_max_txg = dsl_scan_ds_maxtxg(ds);
2743                 dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
2744
2745                 dsl_scan_visitds(scn, dsobj, tx);
2746                 if (scn->scn_suspending)
2747                         return;
2748         }
2749
2750         /* No more objsets to fetch, we're done */
2751         scn->scn_phys.scn_bookmark.zb_objset = ZB_DESTROYED_OBJSET;
2752         ASSERT0(scn->scn_suspending);
2753 }
2754
2755 static uint64_t
2756 dsl_scan_count_leaves(vdev_t *vd)
2757 {
2758         uint64_t i, leaves = 0;
2759
2760         /* we only count leaves that belong to the main pool and are readable */
2761         if (vd->vdev_islog || vd->vdev_isspare ||
2762             vd->vdev_isl2cache || !vdev_readable(vd))
2763                 return (0);
2764
2765         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf)
2766                 return (1);
2767
2768         for (i = 0; i < vd->vdev_children; i++) {
2769                 leaves += dsl_scan_count_leaves(vd->vdev_child[i]);
2770         }
2771
2772         return (leaves);
2773 }
2774
2775 static void
2776 scan_io_queues_update_zio_stats(dsl_scan_io_queue_t *q, const blkptr_t *bp)
2777 {
2778         int i;
2779         uint64_t cur_size = 0;
2780
2781         for (i = 0; i < BP_GET_NDVAS(bp); i++) {
2782                 cur_size += DVA_GET_ASIZE(&bp->blk_dva[i]);
2783         }
2784
2785         q->q_total_zio_size_this_txg += cur_size;
2786         q->q_zios_this_txg++;
2787 }
2788
2789 static void
2790 scan_io_queues_update_seg_stats(dsl_scan_io_queue_t *q, uint64_t start,
2791     uint64_t end)
2792 {
2793         q->q_total_seg_size_this_txg += end - start;
2794         q->q_segs_this_txg++;
2795 }
2796
2797 static boolean_t
2798 scan_io_queue_check_suspend(dsl_scan_t *scn)
2799 {
2800         /* See comment in dsl_scan_check_suspend() */
2801         uint64_t curr_time_ns = gethrtime();
2802         uint64_t scan_time_ns = curr_time_ns - scn->scn_sync_start_time;
2803         uint64_t sync_time_ns = curr_time_ns -
2804             scn->scn_dp->dp_spa->spa_sync_starttime;
2805         int dirty_pct = scn->scn_dp->dp_dirty_total * 100 / zfs_dirty_data_max;
2806         int mintime = (scn->scn_phys.scn_func == POOL_SCAN_RESILVER) ?
2807             zfs_resilver_min_time_ms : zfs_scrub_min_time_ms;
2808
2809         return ((NSEC2MSEC(scan_time_ns) > mintime &&
2810             (dirty_pct >= zfs_vdev_async_write_active_min_dirty_percent ||
2811             txg_sync_waiting(scn->scn_dp) ||
2812             NSEC2SEC(sync_time_ns) >= zfs_txg_timeout)) ||
2813             spa_shutting_down(scn->scn_dp->dp_spa));
2814 }
2815
2816 /*
2817  * Given a list of scan_io_t's in io_list, this issues the I/Os out to
2818  * disk. This consumes the io_list and frees the scan_io_t's. This is
2819  * called when emptying queues, either when we're up against the memory
2820  * limit or when we have finished scanning. Returns B_TRUE if we stopped
2821  * processing the list before we finished. Any sios that were not issued
2822  * will remain in the io_list.
2823  */
2824 static boolean_t
2825 scan_io_queue_issue(dsl_scan_io_queue_t *queue, list_t *io_list)
2826 {
2827         dsl_scan_t *scn = queue->q_scn;
2828         scan_io_t *sio;
2829         int64_t bytes_issued = 0;
2830         boolean_t suspended = B_FALSE;
2831
2832         while ((sio = list_head(io_list)) != NULL) {
2833                 blkptr_t bp;
2834
2835                 if (scan_io_queue_check_suspend(scn)) {
2836                         suspended = B_TRUE;
2837                         break;
2838                 }
2839
2840                 sio2bp(sio, &bp);
2841                 bytes_issued += SIO_GET_ASIZE(sio);
2842                 scan_exec_io(scn->scn_dp, &bp, sio->sio_flags,
2843                     &sio->sio_zb, queue);
2844                 (void) list_remove_head(io_list);
2845                 scan_io_queues_update_zio_stats(queue, &bp);
2846                 sio_free(sio);
2847         }
2848
2849         atomic_add_64(&scn->scn_bytes_pending, -bytes_issued);
2850
2851         return (suspended);
2852 }
2853
2854 /*
2855  * This function removes sios from an IO queue which reside within a given
2856  * range_seg_t and inserts them (in offset order) into a list. Note that
2857  * we only ever return a maximum of 32 sios at once. If there are more sios
2858  * to process within this segment that did not make it onto the list we
2859  * return B_TRUE and otherwise B_FALSE.
2860  */
2861 static boolean_t
2862 scan_io_queue_gather(dsl_scan_io_queue_t *queue, range_seg_t *rs, list_t *list)
2863 {
2864         scan_io_t *srch_sio, *sio, *next_sio;
2865         avl_index_t idx;
2866         uint_t num_sios = 0;
2867         int64_t bytes_issued = 0;
2868
2869         ASSERT(rs != NULL);
2870         ASSERT(MUTEX_HELD(&queue->q_vd->vdev_scan_io_queue_lock));
2871
2872         srch_sio = sio_alloc(1);
2873         srch_sio->sio_nr_dvas = 1;
2874         SIO_SET_OFFSET(srch_sio, rs_get_start(rs, queue->q_exts_by_addr));
2875
2876         /*
2877          * The exact start of the extent might not contain any matching zios,
2878          * so if that's the case, examine the next one in the tree.
2879          */
2880         sio = avl_find(&queue->q_sios_by_addr, srch_sio, &idx);
2881         sio_free(srch_sio);
2882
2883         if (sio == NULL)
2884                 sio = avl_nearest(&queue->q_sios_by_addr, idx, AVL_AFTER);
2885
2886         while (sio != NULL && SIO_GET_OFFSET(sio) < rs_get_end(rs,
2887             queue->q_exts_by_addr) && num_sios <= 32) {
2888                 ASSERT3U(SIO_GET_OFFSET(sio), >=, rs_get_start(rs,
2889                     queue->q_exts_by_addr));
2890                 ASSERT3U(SIO_GET_END_OFFSET(sio), <=, rs_get_end(rs,
2891                     queue->q_exts_by_addr));
2892
2893                 next_sio = AVL_NEXT(&queue->q_sios_by_addr, sio);
2894                 avl_remove(&queue->q_sios_by_addr, sio);
2895                 queue->q_sio_memused -= SIO_GET_MUSED(sio);
2896
2897                 bytes_issued += SIO_GET_ASIZE(sio);
2898                 num_sios++;
2899                 list_insert_tail(list, sio);
2900                 sio = next_sio;
2901         }
2902
2903         /*
2904          * We limit the number of sios we process at once to 32 to avoid
2905          * biting off more than we can chew. If we didn't take everything
2906          * in the segment we update it to reflect the work we were able to
2907          * complete. Otherwise, we remove it from the range tree entirely.
2908          */
2909         if (sio != NULL && SIO_GET_OFFSET(sio) < rs_get_end(rs,
2910             queue->q_exts_by_addr)) {
2911                 range_tree_adjust_fill(queue->q_exts_by_addr, rs,
2912                     -bytes_issued);
2913                 range_tree_resize_segment(queue->q_exts_by_addr, rs,
2914                     SIO_GET_OFFSET(sio), rs_get_end(rs,
2915                     queue->q_exts_by_addr) - SIO_GET_OFFSET(sio));
2916
2917                 return (B_TRUE);
2918         } else {
2919                 uint64_t rstart = rs_get_start(rs, queue->q_exts_by_addr);
2920                 uint64_t rend = rs_get_end(rs, queue->q_exts_by_addr);
2921                 range_tree_remove(queue->q_exts_by_addr, rstart, rend - rstart);
2922                 return (B_FALSE);
2923         }
2924 }
2925
2926 /*
2927  * This is called from the queue emptying thread and selects the next
2928  * extent from which we are to issue I/Os. The behavior of this function
2929  * depends on the state of the scan, the current memory consumption and
2930  * whether or not we are performing a scan shutdown.
2931  * 1) We select extents in an elevator algorithm (LBA-order) if the scan
2932  *      needs to perform a checkpoint
2933  * 2) We select the largest available extent if we are up against the
2934  *      memory limit.
2935  * 3) Otherwise we don't select any extents.
2936  */
2937 static range_seg_t *
2938 scan_io_queue_fetch_ext(dsl_scan_io_queue_t *queue)
2939 {
2940         dsl_scan_t *scn = queue->q_scn;
2941         range_tree_t *rt = queue->q_exts_by_addr;
2942
2943         ASSERT(MUTEX_HELD(&queue->q_vd->vdev_scan_io_queue_lock));
2944         ASSERT(scn->scn_is_sorted);
2945
2946         /* handle tunable overrides */
2947         if (scn->scn_checkpointing || scn->scn_clearing) {
2948                 if (zfs_scan_issue_strategy == 1) {
2949                         return (range_tree_first(rt));
2950                 } else if (zfs_scan_issue_strategy == 2) {
2951                         /*
2952                          * We need to get the original entry in the by_addr
2953                          * tree so we can modify it.
2954                          */
2955                         range_seg_t *size_rs =
2956                             zfs_btree_first(&queue->q_exts_by_size, NULL);
2957                         if (size_rs == NULL)
2958                                 return (NULL);
2959                         uint64_t start = rs_get_start(size_rs, rt);
2960                         uint64_t size = rs_get_end(size_rs, rt) - start;
2961                         range_seg_t *addr_rs = range_tree_find(rt, start,
2962                             size);
2963                         ASSERT3P(addr_rs, !=, NULL);
2964                         ASSERT3U(rs_get_start(size_rs, rt), ==,
2965                             rs_get_start(addr_rs, rt));
2966                         ASSERT3U(rs_get_end(size_rs, rt), ==,
2967                             rs_get_end(addr_rs, rt));
2968                         return (addr_rs);
2969                 }
2970         }
2971
2972         /*
2973          * During normal clearing, we want to issue our largest segments
2974          * first, keeping IO as sequential as possible, and leaving the
2975          * smaller extents for later with the hope that they might eventually
2976          * grow to larger sequential segments. However, when the scan is
2977          * checkpointing, no new extents will be added to the sorting queue,
2978          * so the way we are sorted now is as good as it will ever get.
2979          * In this case, we instead switch to issuing extents in LBA order.
2980          */
2981         if (scn->scn_checkpointing) {
2982                 return (range_tree_first(rt));
2983         } else if (scn->scn_clearing) {
2984                 /*
2985                  * We need to get the original entry in the by_addr
2986                  * tree so we can modify it.
2987                  */
2988                 range_seg_t *size_rs = zfs_btree_first(&queue->q_exts_by_size,
2989                     NULL);
2990                 if (size_rs == NULL)
2991                         return (NULL);
2992                 uint64_t start = rs_get_start(size_rs, rt);
2993                 uint64_t size = rs_get_end(size_rs, rt) - start;
2994                 range_seg_t *addr_rs = range_tree_find(rt, start, size);
2995                 ASSERT3P(addr_rs, !=, NULL);
2996                 ASSERT3U(rs_get_start(size_rs, rt), ==, rs_get_start(addr_rs,
2997                     rt));
2998                 ASSERT3U(rs_get_end(size_rs, rt), ==, rs_get_end(addr_rs, rt));
2999                 return (addr_rs);
3000         } else {
3001                 return (NULL);
3002         }
3003 }
3004
3005 static void
3006 scan_io_queues_run_one(void *arg)
3007 {
3008         dsl_scan_io_queue_t *queue = arg;
3009         kmutex_t *q_lock = &queue->q_vd->vdev_scan_io_queue_lock;
3010         boolean_t suspended = B_FALSE;
3011         range_seg_t *rs = NULL;
3012         scan_io_t *sio = NULL;
3013         list_t sio_list;
3014         uint64_t bytes_per_leaf = zfs_scan_vdev_limit;
3015         uint64_t nr_leaves = dsl_scan_count_leaves(queue->q_vd);
3016
3017         ASSERT(queue->q_scn->scn_is_sorted);
3018
3019         list_create(&sio_list, sizeof (scan_io_t),
3020             offsetof(scan_io_t, sio_nodes.sio_list_node));
3021         mutex_enter(q_lock);
3022
3023         /* calculate maximum in-flight bytes for this txg (min 1MB) */
3024         queue->q_maxinflight_bytes =
3025             MAX(nr_leaves * bytes_per_leaf, 1ULL << 20);
3026
3027         /* reset per-queue scan statistics for this txg */
3028         queue->q_total_seg_size_this_txg = 0;
3029         queue->q_segs_this_txg = 0;
3030         queue->q_total_zio_size_this_txg = 0;
3031         queue->q_zios_this_txg = 0;
3032
3033         /* loop until we run out of time or sios */
3034         while ((rs = scan_io_queue_fetch_ext(queue)) != NULL) {
3035                 uint64_t seg_start = 0, seg_end = 0;
3036                 boolean_t more_left = B_TRUE;
3037
3038                 ASSERT(list_is_empty(&sio_list));
3039
3040                 /* loop while we still have sios left to process in this rs */
3041                 while (more_left) {
3042                         scan_io_t *first_sio, *last_sio;
3043
3044                         /*
3045                          * We have selected which extent needs to be
3046                          * processed next. Gather up the corresponding sios.
3047                          */
3048                         more_left = scan_io_queue_gather(queue, rs, &sio_list);
3049                         ASSERT(!list_is_empty(&sio_list));
3050                         first_sio = list_head(&sio_list);
3051                         last_sio = list_tail(&sio_list);
3052
3053                         seg_end = SIO_GET_END_OFFSET(last_sio);
3054                         if (seg_start == 0)
3055                                 seg_start = SIO_GET_OFFSET(first_sio);
3056
3057                         /*
3058                          * Issuing sios can take a long time so drop the
3059                          * queue lock. The sio queue won't be updated by
3060                          * other threads since we're in syncing context so
3061                          * we can be sure that our trees will remain exactly
3062                          * as we left them.
3063                          */
3064                         mutex_exit(q_lock);
3065                         suspended = scan_io_queue_issue(queue, &sio_list);
3066                         mutex_enter(q_lock);
3067
3068                         if (suspended)
3069                                 break;
3070                 }
3071
3072                 /* update statistics for debugging purposes */
3073                 scan_io_queues_update_seg_stats(queue, seg_start, seg_end);
3074
3075                 if (suspended)
3076                         break;
3077         }
3078
3079         /*
3080          * If we were suspended in the middle of processing,
3081          * requeue any unfinished sios and exit.
3082          */
3083         while ((sio = list_head(&sio_list)) != NULL) {
3084                 list_remove(&sio_list, sio);
3085                 scan_io_queue_insert_impl(queue, sio);
3086         }
3087
3088         mutex_exit(q_lock);
3089         list_destroy(&sio_list);
3090 }
3091
3092 /*
3093  * Performs an emptying run on all scan queues in the pool. This just
3094  * punches out one thread per top-level vdev, each of which processes
3095  * only that vdev's scan queue. We can parallelize the I/O here because
3096  * we know that each queue's I/Os only affect its own top-level vdev.
3097  *
3098  * This function waits for the queue runs to complete, and must be
3099  * called from dsl_scan_sync (or in general, syncing context).
3100  */
3101 static void
3102 scan_io_queues_run(dsl_scan_t *scn)
3103 {
3104         spa_t *spa = scn->scn_dp->dp_spa;
3105
3106         ASSERT(scn->scn_is_sorted);
3107         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_CONFIG, RW_READER));
3108
3109         if (scn->scn_bytes_pending == 0)
3110                 return;
3111
3112         if (scn->scn_taskq == NULL) {
3113                 int nthreads = spa->spa_root_vdev->vdev_children;
3114
3115                 /*
3116                  * We need to make this taskq *always* execute as many
3117                  * threads in parallel as we have top-level vdevs and no
3118                  * less, otherwise strange serialization of the calls to
3119                  * scan_io_queues_run_one can occur during spa_sync runs
3120                  * and that significantly impacts performance.
3121                  */
3122                 scn->scn_taskq = taskq_create("dsl_scan_iss", nthreads,
3123                     minclsyspri, nthreads, nthreads, TASKQ_PREPOPULATE);
3124         }
3125
3126         for (uint64_t i = 0; i < spa->spa_root_vdev->vdev_children; i++) {
3127                 vdev_t *vd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[i];
3128
3129                 mutex_enter(&vd->vdev_scan_io_queue_lock);
3130                 if (vd->vdev_scan_io_queue != NULL) {
3131                         VERIFY(taskq_dispatch(scn->scn_taskq,
3132                             scan_io_queues_run_one, vd->vdev_scan_io_queue,
3133                             TQ_SLEEP) != TASKQID_INVALID);
3134                 }
3135                 mutex_exit(&vd->vdev_scan_io_queue_lock);
3136         }
3137
3138         /*
3139          * Wait for the queues to finish issuing their IOs for this run
3140          * before we return. There may still be IOs in flight at this
3141          * point.
3142          */
3143         taskq_wait(scn->scn_taskq);
3144 }
3145
3146 static boolean_t
3147 dsl_scan_async_block_should_pause(dsl_scan_t *scn)
3148 {
3149         uint64_t elapsed_nanosecs;
3150
3151         if (zfs_recover)
3152                 return (B_FALSE);
3153
3154         if (zfs_async_block_max_blocks != 0 &&
3155             scn->scn_visited_this_txg >= zfs_async_block_max_blocks) {
3156                 return (B_TRUE);
3157         }
3158
3159         if (zfs_max_async_dedup_frees != 0 &&
3160             scn->scn_dedup_frees_this_txg >= zfs_max_async_dedup_frees) {
3161                 return (B_TRUE);
3162         }
3163
3164         elapsed_nanosecs = gethrtime() - scn->scn_sync_start_time;
3165         return (elapsed_nanosecs / NANOSEC > zfs_txg_timeout ||
3166             (NSEC2MSEC(elapsed_nanosecs) > scn->scn_async_block_min_time_ms &&
3167             txg_sync_waiting(scn->scn_dp)) ||
3168             spa_shutting_down(scn->scn_dp->dp_spa));
3169 }
3170
3171 static int
3172 dsl_scan_free_block_cb(void *arg, const blkptr_t *bp, dmu_tx_t *tx)
3173 {
3174         dsl_scan_t *scn = arg;
3175
3176         if (!scn->scn_is_bptree ||
3177             (BP_GET_LEVEL(bp) == 0 && BP_GET_TYPE(bp) != DMU_OT_OBJSET)) {
3178                 if (dsl_scan_async_block_should_pause(scn))
3179                         return (SET_ERROR(ERESTART));
3180         }
3181
3182         zio_nowait(zio_free_sync(scn->scn_zio_root, scn->scn_dp->dp_spa,
3183             dmu_tx_get_txg(tx), bp, 0));
3184         dsl_dir_diduse_space(tx->tx_pool->dp_free_dir, DD_USED_HEAD,
3185             -bp_get_dsize_sync(scn->scn_dp->dp_spa, bp),
3186             -BP_GET_PSIZE(bp), -BP_GET_UCSIZE(bp), tx);
3187         scn->scn_visited_this_txg++;
3188         if (BP_GET_DEDUP(bp))
3189                 scn->scn_dedup_frees_this_txg++;
3190         return (0);
3191 }
3192
3193 static void
3194 dsl_scan_update_stats(dsl_scan_t *scn)
3195 {
3196         spa_t *spa = scn->scn_dp->dp_spa;
3197         uint64_t i;
3198         uint64_t seg_size_total = 0, zio_size_total = 0;
3199         uint64_t seg_count_total = 0, zio_count_total = 0;
3200
3201         for (i = 0; i < spa->spa_root_vdev->vdev_children; i++) {
3202                 vdev_t *vd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[i];
3203                 dsl_scan_io_queue_t *queue = vd->vdev_scan_io_queue;
3204
3205                 if (queue == NULL)
3206                         continue;
3207
3208                 seg_size_total += queue->q_total_seg_size_this_txg;
3209                 zio_size_total += queue->q_total_zio_size_this_txg;
3210                 seg_count_total += queue->q_segs_this_txg;
3211                 zio_count_total += queue->q_zios_this_txg;
3212         }
3213
3214         if (seg_count_total == 0 || zio_count_total == 0) {
3215                 scn->scn_avg_seg_size_this_txg = 0;
3216                 scn->scn_avg_zio_size_this_txg = 0;
3217                 scn->scn_segs_this_txg = 0;
3218                 scn->scn_zios_this_txg = 0;
3219                 return;
3220         }
3221
3222         scn->scn_avg_seg_size_this_txg = seg_size_total / seg_count_total;
3223         scn->scn_avg_zio_size_this_txg = zio_size_total / zio_count_total;
3224         scn->scn_segs_this_txg = seg_count_total;
3225         scn->scn_zios_this_txg = zio_count_total;
3226 }
3227
3228 static int
3229 bpobj_dsl_scan_free_block_cb(void *arg, const blkptr_t *bp, boolean_t bp_freed,
3230     dmu_tx_t *tx)
3231 {
3232         ASSERT(!bp_freed);
3233         return (dsl_scan_free_block_cb(arg, bp, tx));
3234 }
3235
3236 static int
3237 dsl_scan_obsolete_block_cb(void *arg, const blkptr_t *bp, boolean_t bp_freed,
3238     dmu_tx_t *tx)
3239 {
3240         ASSERT(!bp_freed);
3241         dsl_scan_t *scn = arg;
3242         const dva_t *dva = &bp->blk_dva[0];
3243
3244         if (dsl_scan_async_block_should_pause(scn))
3245                 return (SET_ERROR(ERESTART));
3246
3247         spa_vdev_indirect_mark_obsolete(scn->scn_dp->dp_spa,
3248             DVA_GET_VDEV(dva), DVA_GET_OFFSET(dva),
3249             DVA_GET_ASIZE(dva), tx);
3250         scn->scn_visited_this_txg++;
3251         return (0);
3252 }
3253
3254 boolean_t
3255 dsl_scan_active(dsl_scan_t *scn)
3256 {
3257         spa_t *spa = scn->scn_dp->dp_spa;
3258         uint64_t used = 0, comp, uncomp;
3259         boolean_t clones_left;
3260
3261         if (spa->spa_load_state != SPA_LOAD_NONE)
3262                 return (B_FALSE);
3263         if (spa_shutting_down(spa))
3264                 return (B_FALSE);
3265         if ((dsl_scan_is_running(scn) && !dsl_scan_is_paused_scrub(scn)) ||
3266             (scn->scn_async_destroying && !scn->scn_async_stalled))
3267                 return (B_TRUE);
3268
3269         if (spa_version(scn->scn_dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
3270                 (void) bpobj_space(&scn->scn_dp->dp_free_bpobj,
3271                     &used, &comp, &uncomp);
3272         }
3273         clones_left = spa_livelist_delete_check(spa);
3274         return ((used != 0) || (clones_left));
3275 }
3276
3277 static boolean_t
3278 dsl_scan_check_deferred(vdev_t *vd)
3279 {
3280         boolean_t need_resilver = B_FALSE;
3281
3282         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3283                 need_resilver |=
3284                     dsl_scan_check_deferred(vd->vdev_child[c]);
3285         }
3286
3287         if (!vdev_is_concrete(vd) || vd->vdev_aux ||
3288             !vd->vdev_ops->vdev_op_leaf)
3289                 return (need_resilver);
3290
3291         if (!vd->vdev_resilver_deferred)
3292                 need_resilver = B_TRUE;
3293
3294         return (need_resilver);
3295 }
3296
3297 static boolean_t
3298 dsl_scan_need_resilver(spa_t *spa, const dva_t *dva, size_t psize,
3299     uint64_t phys_birth)
3300 {
3301         vdev_t *vd;
3302
3303         vd = vdev_lookup_top(spa, DVA_GET_VDEV(dva));
3304
3305         if (vd->vdev_ops == &vdev_indirect_ops) {
3306                 /*
3307                  * The indirect vdev can point to multiple
3308                  * vdevs.  For simplicity, always create
3309                  * the resilver zio_t. zio_vdev_io_start()
3310                  * will bypass the child resilver i/o's if
3311                  * they are on vdevs that don't have DTL's.
3312                  */
3313                 return (B_TRUE);
3314         }
3315
3316         if (DVA_GET_GANG(dva)) {
3317                 /*
3318                  * Gang members may be spread across multiple
3319                  * vdevs, so the best estimate we have is the
3320                  * scrub range, which has already been checked.
3321                  * XXX -- it would be better to change our
3322                  * allocation policy to ensure that all
3323                  * gang members reside on the same vdev.
3324                  */
3325                 return (B_TRUE);
3326         }
3327
3328         /*
3329          * Check if the txg falls within the range which must be
3330          * resilvered.  DVAs outside this range can always be skipped.
3331          */
3332         if (!vdev_dtl_contains(vd, DTL_PARTIAL, phys_birth, 1))
3333                 return (B_FALSE);
3334
3335         /*
3336          * Check if the top-level vdev must resilver this offset.
3337          * When the offset does not intersect with a dirty leaf DTL
3338          * then it may be possible to skip the resilver IO.  The psize
3339          * is provided instead of asize to simplify the check for RAIDZ.
3340          */
3341         if (!vdev_dtl_need_resilver(vd, DVA_GET_OFFSET(dva), psize))
3342                 return (B_FALSE);
3343
3344         /*
3345          * Check that this top-level vdev has a device under it which
3346          * is resilvering and is not deferred.
3347          */
3348         if (!dsl_scan_check_deferred(vd))
3349                 return (B_FALSE);
3350
3351         return (B_TRUE);
3352 }
3353
3354 static int
3355 dsl_process_async_destroys(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
3356 {
3357         dsl_scan_t *scn = dp->dp_scan;
3358         spa_t *spa = dp->dp_spa;
3359         int err = 0;
3360
3361         if (spa_suspend_async_destroy(spa))
3362                 return (0);
3363
3364         if (zfs_free_bpobj_enabled &&
3365             spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
3366                 scn->scn_is_bptree = B_FALSE;
3367                 scn->scn_async_block_min_time_ms = zfs_free_min_time_ms;
3368                 scn->scn_zio_root = zio_root(spa, NULL,
3369                     NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
3370                 err = bpobj_iterate(&dp->dp_free_bpobj,
3371                     bpobj_dsl_scan_free_block_cb, scn, tx);
3372                 VERIFY0(zio_wait(scn->scn_zio_root));
3373                 scn->scn_zio_root = NULL;
3374
3375                 if (err != 0 && err != ERESTART)
3376                         zfs_panic_recover("error %u from bpobj_iterate()", err);
3377         }
3378
3379         if (err == 0 && spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_ASYNC_DESTROY)) {
3380                 ASSERT(scn->scn_async_destroying);
3381                 scn->scn_is_bptree = B_TRUE;
3382                 scn->scn_zio_root = zio_root(spa, NULL,
3383                     NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
3384                 err = bptree_iterate(dp->dp_meta_objset,
3385                     dp->dp_bptree_obj, B_TRUE, dsl_scan_free_block_cb, scn, tx);
3386                 VERIFY0(zio_wait(scn->scn_zio_root));
3387                 scn->scn_zio_root = NULL;
3388
3389                 if (err == EIO || err == ECKSUM) {
3390                         err = 0;
3391                 } else if (err != 0 && err != ERESTART) {
3392                         zfs_panic_recover("error %u from "
3393                             "traverse_dataset_destroyed()", err);
3394                 }
3395
3396                 if (bptree_is_empty(dp->dp_meta_objset, dp->dp_bptree_obj)) {
3397                         /* finished; deactivate async destroy feature */
3398                         spa_feature_decr(spa, SPA_FEATURE_ASYNC_DESTROY, tx);
3399                         ASSERT(!spa_feature_is_active(spa,
3400                             SPA_FEATURE_ASYNC_DESTROY));
3401                         VERIFY0(zap_remove(dp->dp_meta_objset,
3402                             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
3403                             DMU_POOL_BPTREE_OBJ, tx));
3404                         VERIFY0(bptree_free(dp->dp_meta_objset,
3405                             dp->dp_bptree_obj, tx));
3406                         dp->dp_bptree_obj = 0;
3407                         scn->scn_async_destroying = B_FALSE;
3408                         scn->scn_async_stalled = B_FALSE;
3409                 } else {
3410                         /*
3411                          * If we didn't make progress, mark the async
3412                          * destroy as stalled, so that we will not initiate
3413                          * a spa_sync() on its behalf.  Note that we only
3414                          * check this if we are not finished, because if the
3415                          * bptree had no blocks for us to visit, we can
3416                          * finish without "making progress".
3417                          */
3418                         scn->scn_async_stalled =
3419                             (scn->scn_visited_this_txg == 0);
3420                 }
3421         }
3422         if (scn->scn_visited_this_txg) {
3423                 zfs_dbgmsg("freed %llu blocks in %llums from "
3424                     "free_bpobj/bptree txg %llu; err=%u",
3425                     (longlong_t)scn->scn_visited_this_txg,
3426                     (longlong_t)
3427                     NSEC2MSEC(gethrtime() - scn->scn_sync_start_time),
3428                     (longlong_t)tx->tx_txg, err);
3429                 scn->scn_visited_this_txg = 0;
3430                 scn->scn_dedup_frees_this_txg = 0;
3431
3432                 /*
3433                  * Write out changes to the DDT that may be required as a
3434                  * result of the blocks freed.  This ensures that the DDT
3435                  * is clean when a scrub/resilver runs.
3436                  */
3437                 ddt_sync(spa, tx->tx_txg);
3438         }
3439         if (err != 0)
3440                 return (err);
3441         if (dp->dp_free_dir != NULL && !scn->scn_async_destroying &&
3442             zfs_free_leak_on_eio &&
3443             (dsl_dir_phys(dp->dp_free_dir)->dd_used_bytes != 0 ||
3444             dsl_dir_phys(dp->dp_free_dir)->dd_compressed_bytes != 0 ||
3445             dsl_dir_phys(dp->dp_free_dir)->dd_uncompressed_bytes != 0)) {
3446                 /*
3447                  * We have finished background destroying, but there is still
3448                  * some space left in the dp_free_dir. Transfer this leaked
3449                  * space to the dp_leak_dir.
3450                  */
3451                 if (dp->dp_leak_dir == NULL) {
3452                         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
3453                         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir,
3454                             LEAK_DIR_NAME, tx);
3455                         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
3456                             LEAK_DIR_NAME, &dp->dp_leak_dir));
3457                         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
3458                 }
3459                 dsl_dir_diduse_space(dp->dp_leak_dir, DD_USED_HEAD,
3460                     dsl_dir_phys(dp->dp_free_dir)->dd_used_bytes,
3461                     dsl_dir_phys(dp->dp_free_dir)->dd_compressed_bytes,
3462                     dsl_dir_phys(dp->dp_free_dir)->dd_uncompressed_bytes, tx);
3463                 dsl_dir_diduse_space(dp->dp_free_dir, DD_USED_HEAD,
3464                     -dsl_dir_phys(dp->dp_free_dir)->dd_used_bytes,
3465                     -dsl_dir_phys(dp->dp_free_dir)->dd_compressed_bytes,
3466                     -dsl_dir_phys(dp->dp_free_dir)->dd_uncompressed_bytes, tx);
3467         }
3468
3469         if (dp->dp_free_dir != NULL && !scn->scn_async_destroying &&
3470             !spa_livelist_delete_check(spa)) {
3471                 /* finished; verify that space accounting went to zero */
3472                 ASSERT0(dsl_dir_phys(dp->dp_free_dir)->dd_used_bytes);
3473                 ASSERT0(dsl_dir_phys(dp->dp_free_dir)->dd_compressed_bytes);
3474                 ASSERT0(dsl_dir_phys(dp->dp_free_dir)->dd_uncompressed_bytes);
3475         }
3476
3477         spa_notify_waiters(spa);
3478
3479         EQUIV(bpobj_is_open(&dp->dp_obsolete_bpobj),
3480             0 == zap_contains(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
3481             DMU_POOL_OBSOLETE_BPOBJ));
3482         if (err == 0 && bpobj_is_open(&dp->dp_obsolete_bpobj)) {
3483                 ASSERT(spa_feature_is_active(dp->dp_spa,
3484                     SPA_FEATURE_OBSOLETE_COUNTS));
3485
3486                 scn->scn_is_bptree = B_FALSE;
3487                 scn->scn_async_block_min_time_ms = zfs_obsolete_min_time_ms;
3488                 err = bpobj_iterate(&dp->dp_obsolete_bpobj,
3489                     dsl_scan_obsolete_block_cb, scn, tx);
3490                 if (err != 0 && err != ERESTART)
3491                         zfs_panic_recover("error %u from bpobj_iterate()", err);
3492
3493                 if (bpobj_is_empty(&dp->dp_obsolete_bpobj))
3494                         dsl_pool_destroy_obsolete_bpobj(dp, tx);
3495         }
3496         return (0);
3497 }
3498
3499 /*
3500  * This is the primary entry point for scans that is called from syncing
3501  * context. Scans must happen entirely during syncing context so that we
3502  * can guarantee that blocks we are currently scanning will not change out
3503  * from under us. While a scan is active, this function controls how quickly
3504  * transaction groups proceed, instead of the normal handling provided by
3505  * txg_sync_thread().
3506  */
3507 void
3508 dsl_scan_sync(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
3509 {
3510         int err = 0;
3511         dsl_scan_t *scn = dp->dp_scan;
3512         spa_t *spa = dp->dp_spa;
3513         state_sync_type_t sync_type = SYNC_OPTIONAL;
3514
3515         if (spa->spa_resilver_deferred &&
3516             !spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_RESILVER_DEFER))
3517                 spa_feature_incr(spa, SPA_FEATURE_RESILVER_DEFER, tx);
3518
3519         /*
3520          * Check for scn_restart_txg before checking spa_load_state, so
3521          * that we can restart an old-style scan while the pool is being
3522          * imported (see dsl_scan_init). We also restart scans if there
3523          * is a deferred resilver and the user has manually disabled
3524          * deferred resilvers via the tunable.
3525          */
3526         if (dsl_scan_restarting(scn, tx) ||
3527             (spa->spa_resilver_deferred && zfs_resilver_disable_defer)) {
3528                 pool_scan_func_t func = POOL_SCAN_SCRUB;
3529                 dsl_scan_done(scn, B_FALSE, tx);
3530                 if (vdev_resilver_needed(spa->spa_root_vdev, NULL, NULL))
3531                         func = POOL_SCAN_RESILVER;
3532                 zfs_dbgmsg("restarting scan func=%u txg=%llu",
3533                     func, (longlong_t)tx->tx_txg);
3534                 dsl_scan_setup_sync(&func, tx);
3535         }
3536
3537         /*
3538          * Only process scans in sync pass 1.
3539          */
3540         if (spa_sync_pass(spa) > 1)
3541                 return;
3542
3543         /*
3544          * If the spa is shutting down, then stop scanning. This will
3545          * ensure that the scan does not dirty any new data during the
3546          * shutdown phase.
3547          */
3548         if (spa_shutting_down(spa))
3549                 return;
3550
3551         /*
3552          * If the scan is inactive due to a stalled async destroy, try again.
3553          */
3554         if (!scn->scn_async_stalled && !dsl_scan_active(scn))
3555                 return;
3556
3557         /* reset scan statistics */
3558         scn->scn_visited_this_txg = 0;
3559         scn->scn_dedup_frees_this_txg = 0;
3560         scn->scn_holes_this_txg = 0;
3561         scn->scn_lt_min_this_txg = 0;
3562         scn->scn_gt_max_this_txg = 0;
3563         scn->scn_ddt_contained_this_txg = 0;
3564         scn->scn_objsets_visited_this_txg = 0;
3565         scn->scn_avg_seg_size_this_txg = 0;
3566         scn->scn_segs_this_txg = 0;
3567         scn->scn_avg_zio_size_this_txg = 0;
3568         scn->scn_zios_this_txg = 0;
3569         scn->scn_suspending = B_FALSE;
3570         scn->scn_sync_start_time = gethrtime();
3571         spa->spa_scrub_active = B_TRUE;
3572
3573         /*
3574          * First process the async destroys.  If we suspend, don't do
3575          * any scrubbing or resilvering.  This ensures that there are no
3576          * async destroys while we are scanning, so the scan code doesn't
3577          * have to worry about traversing it.  It is also faster to free the
3578          * blocks than to scrub them.
3579          */
3580         err = dsl_process_async_destroys(dp, tx);
3581         if (err != 0)
3582                 return;
3583
3584         if (!dsl_scan_is_running(scn) || dsl_scan_is_paused_scrub(scn))
3585                 return;
3586
3587         /*
3588          * Wait a few txgs after importing to begin scanning so that
3589          * we can get the pool imported quickly.
3590          */
3591         if (spa->spa_syncing_txg < spa->spa_first_txg + SCAN_IMPORT_WAIT_TXGS)
3592                 return;
3593
3594         /*
3595          * zfs_scan_suspend_progress can be set to disable scan progress.
3596          * We don't want to spin the txg_sync thread, so we add a delay
3597          * here to simulate the time spent doing a scan. This is mostly
3598          * useful for testing and debugging.
3599          */
3600         if (zfs_scan_suspend_progress) {
3601                 uint64_t scan_time_ns = gethrtime() - scn->scn_sync_start_time;
3602                 int mintime = (scn->scn_phys.scn_func == POOL_SCAN_RESILVER) ?
3603                     zfs_resilver_min_time_ms : zfs_scrub_min_time_ms;
3604
3605                 while (zfs_scan_suspend_progress &&
3606                     !txg_sync_waiting(scn->scn_dp) &&
3607                     !spa_shutting_down(scn->scn_dp->dp_spa) &&
3608                     NSEC2MSEC(scan_time_ns) < mintime) {
3609                         delay(hz);
3610                         scan_time_ns = gethrtime() - scn->scn_sync_start_time;
3611                 }
3612                 return;
3613         }
3614
3615         /*
3616          * It is possible to switch from unsorted to sorted at any time,
3617          * but afterwards the scan will remain sorted unless reloaded from
3618          * a checkpoint after a reboot.
3619          */
3620         if (!zfs_scan_legacy) {
3621                 scn->scn_is_sorted = B_TRUE;
3622                 if (scn->scn_last_checkpoint == 0)
3623                         scn->scn_last_checkpoint = ddi_get_lbolt();
3624         }
3625
3626         /*
3627          * For sorted scans, determine what kind of work we will be doing
3628          * this txg based on our memory limitations and whether or not we
3629          * need to perform a checkpoint.
3630          */
3631         if (scn->scn_is_sorted) {
3632                 /*
3633                  * If we are over our checkpoint interval, set scn_clearing
3634                  * so that we can begin checkpointing immediately. The
3635                  * checkpoint allows us to save a consistent bookmark
3636                  * representing how much data we have scrubbed so far.
3637                  * Otherwise, use the memory limit to determine if we should
3638                  * scan for metadata or start issue scrub IOs. We accumulate
3639                  * metadata until we hit our hard memory limit at which point
3640                  * we issue scrub IOs until we are at our soft memory limit.
3641                  */
3642                 if (scn->scn_checkpointing ||
3643                     ddi_get_lbolt() - scn->scn_last_checkpoint >
3644                     SEC_TO_TICK(zfs_scan_checkpoint_intval)) {
3645                         if (!scn->scn_checkpointing)
3646                                 zfs_dbgmsg("begin scan checkpoint");
3647
3648                         scn->scn_checkpointing = B_TRUE;
3649                         scn->scn_clearing = B_TRUE;
3650                 } else {
3651                         boolean_t should_clear = dsl_scan_should_clear(scn);
3652                         if (should_clear && !scn->scn_clearing) {
3653                                 zfs_dbgmsg("begin scan clearing");
3654                                 scn->scn_clearing = B_TRUE;
3655                         } else if (!should_clear && scn->scn_clearing) {
3656                                 zfs_dbgmsg("finish scan clearing");
3657                                 scn->scn_clearing = B_FALSE;
3658                         }
3659                 }
3660         } else {
3661                 ASSERT0(scn->scn_checkpointing);
3662                 ASSERT0(scn->scn_clearing);
3663         }
3664
3665         if (!scn->scn_clearing && scn->scn_done_txg == 0) {
3666                 /* Need to scan metadata for more blocks to scrub */
3667                 dsl_scan_phys_t *scnp = &scn->scn_phys;
3668                 taskqid_t prefetch_tqid;
3669                 uint64_t bytes_per_leaf = zfs_scan_vdev_limit;
3670                 uint64_t nr_leaves = dsl_scan_count_leaves(spa->spa_root_vdev);
3671
3672                 /*
3673                  * Recalculate the max number of in-flight bytes for pool-wide
3674                  * scanning operations (minimum 1MB). Limits for the issuing
3675                  * phase are done per top-level vdev and are handled separately.
3676                  */
3677                 scn->scn_maxinflight_bytes =
3678                     MAX(nr_leaves * bytes_per_leaf, 1ULL << 20);
3679
3680                 if (scnp->scn_ddt_bookmark.ddb_class <=
3681                     scnp->scn_ddt_class_max) {
3682                         ASSERT(ZB_IS_ZERO(&scnp->scn_bookmark));
3683                         zfs_dbgmsg("doing scan sync txg %llu; "
3684                             "ddt bm=%llu/%llu/%llu/%llx",
3685                             (longlong_t)tx->tx_txg,
3686                             (longlong_t)scnp->scn_ddt_bookmark.ddb_class,
3687                             (longlong_t)scnp->scn_ddt_bookmark.ddb_type,
3688                             (longlong_t)scnp->scn_ddt_bookmark.ddb_checksum,
3689                             (longlong_t)scnp->scn_ddt_bookmark.ddb_cursor);
3690                 } else {
3691                         zfs_dbgmsg("doing scan sync txg %llu; "
3692                             "bm=%llu/%llu/%llu/%llu",
3693                             (longlong_t)tx->tx_txg,
3694                             (longlong_t)scnp->scn_bookmark.zb_objset,
3695                             (longlong_t)scnp->scn_bookmark.zb_object,
3696                             (longlong_t)scnp->scn_bookmark.zb_level,
3697                             (longlong_t)scnp->scn_bookmark.zb_blkid);
3698                 }
3699
3700                 scn->scn_zio_root = zio_root(dp->dp_spa, NULL,
3701                     NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
3702
3703                 scn->scn_prefetch_stop = B_FALSE;
3704                 prefetch_tqid = taskq_dispatch(dp->dp_sync_taskq,
3705                     dsl_scan_prefetch_thread, scn, TQ_SLEEP);
3706                 ASSERT(prefetch_tqid != TASKQID_INVALID);
3707
3708                 dsl_pool_config_enter(dp, FTAG);
3709                 dsl_scan_visit(scn, tx);
3710                 dsl_pool_config_exit(dp, FTAG);
3711
3712                 mutex_enter(&dp->dp_spa->spa_scrub_lock);
3713                 scn->scn_prefetch_stop = B_TRUE;
3714                 cv_broadcast(&spa->spa_scrub_io_cv);
3715                 mutex_exit(&dp->dp_spa->spa_scrub_lock);
3716
3717                 taskq_wait_id(dp->dp_sync_taskq, prefetch_tqid);
3718                 (void) zio_wait(scn->scn_zio_root);
3719                 scn->scn_zio_root = NULL;
3720
3721                 zfs_dbgmsg("scan visited %llu blocks in %llums "
3722                     "(%llu os's, %llu holes, %llu < mintxg, "
3723                     "%llu in ddt, %llu > maxtxg)",
3724                     (longlong_t)scn->scn_visited_this_txg,
3725                     (longlong_t)NSEC2MSEC(gethrtime() -
3726                     scn->scn_sync_start_time),
3727                     (longlong_t)scn->scn_objsets_visited_this_txg,
3728                     (longlong_t)scn->scn_holes_this_txg,
3729                     (longlong_t)scn->scn_lt_min_this_txg,
3730                     (longlong_t)scn->scn_ddt_contained_this_txg,
3731                     (longlong_t)scn->scn_gt_max_this_txg);
3732
3733                 if (!scn->scn_suspending) {
3734                         ASSERT0(avl_numnodes(&scn->scn_queue));
3735                         scn->scn_done_txg = tx->tx_txg + 1;
3736                         if (scn->scn_is_sorted) {
3737                                 scn->scn_checkpointing = B_TRUE;
3738                                 scn->scn_clearing = B_TRUE;
3739                         }
3740                         zfs_dbgmsg("scan complete txg %llu",
3741                             (longlong_t)tx->tx_txg);
3742                 }
3743         } else if (scn->scn_is_sorted && scn->scn_bytes_pending != 0) {
3744                 ASSERT(scn->scn_clearing);
3745
3746                 /* need to issue scrubbing IOs from per-vdev queues */
3747                 scn->scn_zio_root = zio_root(dp->dp_spa, NULL,
3748                     NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
3749                 scan_io_queues_run(scn);
3750                 (void) zio_wait(scn->scn_zio_root);
3751                 scn->scn_zio_root = NULL;
3752
3753                 /* calculate and dprintf the current memory usage */
3754                 (void) dsl_scan_should_clear(scn);
3755                 dsl_scan_update_stats(scn);
3756
3757                 zfs_dbgmsg("scan issued %llu blocks (%llu segs) in %llums "
3758                     "(avg_block_size = %llu, avg_seg_size = %llu)",
3759                     (longlong_t)scn->scn_zios_this_txg,
3760                     (longlong_t)scn->scn_segs_this_txg,
3761                     (longlong_t)NSEC2MSEC(gethrtime() -
3762                     scn->scn_sync_start_time),
3763                     (longlong_t)scn->scn_avg_zio_size_this_txg,
3764                     (longlong_t)scn->scn_avg_seg_size_this_txg);
3765         } else if (scn->scn_done_txg != 0 && scn->scn_done_txg <= tx->tx_txg) {
3766                 /* Finished with everything. Mark the scrub as complete */
3767                 zfs_dbgmsg("scan issuing complete txg %llu",
3768                     (longlong_t)tx->tx_txg);
3769                 ASSERT3U(scn->scn_done_txg, !=, 0);
3770                 ASSERT0(spa->spa_scrub_inflight);
3771                 ASSERT0(scn->scn_bytes_pending);
3772                 dsl_scan_done(scn, B_TRUE, tx);
3773                 sync_type = SYNC_MANDATORY;
3774         }
3775
3776         dsl_scan_sync_state(scn, tx, sync_type);
3777 }
3778
3779 static void
3780 count_block(dsl_scan_t *scn, zfs_all_blkstats_t *zab, const blkptr_t *bp)
3781 {
3782         int i;
3783
3784         /*
3785          * Don't count embedded bp's, since we already did the work of
3786          * scanning these when we scanned the containing block.
3787          */
3788         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
3789                 return;
3790
3791         /*
3792          * Update the spa's stats on how many bytes we have issued.
3793          * Sequential scrubs create a zio for each DVA of the bp. Each
3794          * of these will include all DVAs for repair purposes, but the
3795          * zio code will only try the first one unless there is an issue.
3796          * Therefore, we should only count the first DVA for these IOs.
3797          */
3798         if (scn->scn_is_sorted) {
3799                 atomic_add_64(&scn->scn_dp->dp_spa->spa_scan_pass_issued,
3800                     DVA_GET_ASIZE(&bp->blk_dva[0]));
3801         } else {
3802                 spa_t *spa = scn->scn_dp->dp_spa;
3803
3804                 for (i = 0; i < BP_GET_NDVAS(bp); i++) {
3805                         atomic_add_64(&spa->spa_scan_pass_issued,
3806                             DVA_GET_ASIZE(&bp->blk_dva[i]));
3807                 }
3808         }
3809
3810         /*
3811          * If we resume after a reboot, zab will be NULL; don't record
3812          * incomplete stats in that case.
3813          */
3814         if (zab == NULL)
3815                 return;
3816
3817         mutex_enter(&zab->zab_lock);
3818
3819         for (i = 0; i < 4; i++) {
3820                 int l = (i < 2) ? BP_GET_LEVEL(bp) : DN_MAX_LEVELS;
3821                 int t = (i & 1) ? BP_GET_TYPE(bp) : DMU_OT_TOTAL;
3822
3823                 if (t & DMU_OT_NEWTYPE)
3824                         t = DMU_OT_OTHER;
3825                 zfs_blkstat_t *zb = &zab->zab_type[l][t];
3826                 int equal;
3827
3828                 zb->zb_count++;
3829                 zb->zb_asize += BP_GET_ASIZE(bp);
3830                 zb->zb_lsize += BP_GET_LSIZE(bp);
3831                 zb->zb_psize += BP_GET_PSIZE(bp);
3832                 zb->zb_gangs += BP_COUNT_GANG(bp);
3833
3834                 switch (BP_GET_NDVAS(bp)) {
3835                 case 2:
3836                         if (DVA_GET_VDEV(&bp->blk_dva[0]) ==
3837                             DVA_GET_VDEV(&bp->blk_dva[1]))
3838                                 zb->zb_ditto_2_of_2_samevdev++;
3839                         break;
3840                 case 3:
3841                         equal = (DVA_GET_VDEV(&bp->blk_dva[0]) ==
3842                             DVA_GET_VDEV(&bp->blk_dva[1])) +
3843                             (DVA_GET_VDEV(&bp->blk_dva[0]) ==
3844                             DVA_GET_VDEV(&bp->blk_dva[2])) +
3845                             (DVA_GET_VDEV(&bp->blk_dva[1]) ==
3846                             DVA_GET_VDEV(&bp->blk_dva[2]));
3847                         if (equal == 1)
3848                                 zb->zb_ditto_2_of_3_samevdev++;
3849                         else if (equal == 3)
3850                                 zb->zb_ditto_3_of_3_samevdev++;
3851                         break;
3852                 }
3853         }
3854
3855         mutex_exit(&zab->zab_lock);
3856 }
3857
3858 static void
3859 scan_io_queue_insert_impl(dsl_scan_io_queue_t *queue, scan_io_t *sio)
3860 {
3861         avl_index_t idx;
3862         int64_t asize = SIO_GET_ASIZE(sio);
3863         dsl_scan_t *scn = queue->q_scn;
3864
3865         ASSERT(MUTEX_HELD(&queue->q_vd->vdev_scan_io_queue_lock));
3866
3867         if (avl_find(&queue->q_sios_by_addr, sio, &idx) != NULL) {
3868                 /* block is already scheduled for reading */
3869                 atomic_add_64(&scn->scn_bytes_pending, -asize);
3870                 sio_free(sio);
3871                 return;
3872         }
3873         avl_insert(&queue->q_sios_by_addr, sio, idx);
3874         queue->q_sio_memused += SIO_GET_MUSED(sio);
3875         range_tree_add(queue->q_exts_by_addr, SIO_GET_OFFSET(sio), asize);
3876 }
3877
3878 /*
3879  * Given all the info we got from our metadata scanning process, we
3880  * construct a scan_io_t and insert it into the scan sorting queue. The
3881  * I/O must already be suitable for us to process. This is controlled
3882  * by dsl_scan_enqueue().
3883  */
3884 static void
3885 scan_io_queue_insert(dsl_scan_io_queue_t *queue, const blkptr_t *bp, int dva_i,
3886     int zio_flags, const zbookmark_phys_t *zb)
3887 {
3888         dsl_scan_t *scn = queue->q_scn;
3889         scan_io_t *sio = sio_alloc(BP_GET_NDVAS(bp));
3890
3891         ASSERT0(BP_IS_GANG(bp));
3892         ASSERT(MUTEX_HELD(&queue->q_vd->vdev_scan_io_queue_lock));
3893
3894         bp2sio(bp, sio, dva_i);
3895         sio->sio_flags = zio_flags;
3896         sio->sio_zb = *zb;
3897
3898         /*
3899          * Increment the bytes pending counter now so that we can't
3900          * get an integer underflow in case the worker processes the
3901          * zio before we get to incrementing this counter.
3902          */
3903         atomic_add_64(&scn->scn_bytes_pending, SIO_GET_ASIZE(sio));
3904
3905         scan_io_queue_insert_impl(queue, sio);
3906 }
3907
3908 /*
3909  * Given a set of I/O parameters as discovered by the metadata traversal
3910  * process, attempts to place the I/O into the sorted queues (if allowed),
3911  * or immediately executes the I/O.
3912  */
3913 static void
3914 dsl_scan_enqueue(dsl_pool_t *dp, const blkptr_t *bp, int zio_flags,
3915     const zbookmark_phys_t *zb)
3916 {
3917         spa_t *spa = dp->dp_spa;
3918
3919         ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
3920
3921         /*
3922          * Gang blocks are hard to issue sequentially, so we just issue them
3923          * here immediately instead of queuing them.
3924          */
3925         if (!dp->dp_scan->scn_is_sorted || BP_IS_GANG(bp)) {
3926                 scan_exec_io(dp, bp, zio_flags, zb, NULL);
3927                 return;
3928         }
3929
3930         for (int i = 0; i < BP_GET_NDVAS(bp); i++) {
3931                 dva_t dva;
3932                 vdev_t *vdev;
3933
3934                 dva = bp->blk_dva[i];
3935                 vdev = vdev_lookup_top(spa, DVA_GET_VDEV(&dva));
3936                 ASSERT(vdev != NULL);
3937
3938                 mutex_enter(&vdev->vdev_scan_io_queue_lock);
3939                 if (vdev->vdev_scan_io_queue == NULL)
3940                         vdev->vdev_scan_io_queue = scan_io_queue_create(vdev);
3941                 ASSERT(dp->dp_scan != NULL);
3942                 scan_io_queue_insert(vdev->vdev_scan_io_queue, bp,
3943                     i, zio_flags, zb);
3944                 mutex_exit(&vdev->vdev_scan_io_queue_lock);
3945         }
3946 }
3947
3948 static int
3949 dsl_scan_scrub_cb(dsl_pool_t *dp,
3950     const blkptr_t *bp, const zbookmark_phys_t *zb)
3951 {
3952         dsl_scan_t *scn = dp->dp_scan;
3953         spa_t *spa = dp->dp_spa;
3954         uint64_t phys_birth = BP_PHYSICAL_BIRTH(bp);
3955         size_t psize = BP_GET_PSIZE(bp);
3956         boolean_t needs_io = B_FALSE;
3957         int zio_flags = ZIO_FLAG_SCAN_THREAD | ZIO_FLAG_RAW | ZIO_FLAG_CANFAIL;
3958
3959
3960         if (phys_birth <= scn->scn_phys.scn_min_txg ||
3961             phys_birth >= scn->scn_phys.scn_max_txg) {
3962                 count_block(scn, dp->dp_blkstats, bp);
3963                 return (0);
3964         }
3965
3966         /* Embedded BP's have phys_birth==0, so we reject them above. */
3967         ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
3968
3969         ASSERT(DSL_SCAN_IS_SCRUB_RESILVER(scn));
3970         if (scn->scn_phys.scn_func == POOL_SCAN_SCRUB) {
3971                 zio_flags |= ZIO_FLAG_SCRUB;
3972                 needs_io = B_TRUE;
3973         } else {
3974                 ASSERT3U(scn->scn_phys.scn_func, ==, POOL_SCAN_RESILVER);
3975                 zio_flags |= ZIO_FLAG_RESILVER;
3976                 needs_io = B_FALSE;
3977         }
3978
3979         /* If it's an intent log block, failure is expected. */
3980         if (zb->zb_level == ZB_ZIL_LEVEL)
3981                 zio_flags |= ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
3982
3983         for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(bp); d++) {
3984                 const dva_t *dva = &bp->blk_dva[d];
3985
3986                 /*
3987                  * Keep track of how much data we've examined so that
3988                  * zpool(1M) status can make useful progress reports.
3989                  */
3990                 scn->scn_phys.scn_examined += DVA_GET_ASIZE(dva);
3991                 spa->spa_scan_pass_exam += DVA_GET_ASIZE(dva);
3992
3993                 /* if it's a resilver, this may not be in the target range */
3994                 if (!needs_io)
3995                         needs_io = dsl_scan_need_resilver(spa, dva, psize,
3996                             phys_birth);
3997         }
3998
3999         if (needs_io && !zfs_no_scrub_io) {
4000                 dsl_scan_enqueue(dp, bp, zio_flags, zb);
4001         } else {
4002                 count_block(scn, dp->dp_blkstats, bp);
4003         }
4004
4005         /* do not relocate this block */
4006         return (0);
4007 }
4008
4009 static void
4010 dsl_scan_scrub_done(zio_t *zio)
4011 {
4012         spa_t *spa = zio->io_spa;
4013         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
4014         dsl_scan_io_queue_t *queue = zio->io_private;
4015
4016         abd_free(zio->io_abd);
4017
4018         if (queue == NULL) {
4019                 mutex_enter(&spa->spa_scrub_lock);
4020                 ASSERT3U(spa->spa_scrub_inflight, >=, BP_GET_PSIZE(bp));
4021                 spa->spa_scrub_inflight -= BP_GET_PSIZE(bp);
4022                 cv_broadcast(&spa->spa_scrub_io_cv);
4023                 mutex_exit(&spa->spa_scrub_lock);
4024         } else {
4025                 mutex_enter(&queue->q_vd->vdev_scan_io_queue_lock);
4026                 ASSERT3U(queue->q_inflight_bytes, >=, BP_GET_PSIZE(bp));
4027                 queue->q_inflight_bytes -= BP_GET_PSIZE(bp);
4028                 cv_broadcast(&queue->q_zio_cv);
4029                 mutex_exit(&queue->q_vd->vdev_scan_io_queue_lock);
4030         }
4031
4032         if (zio->io_error && (zio->io_error != ECKSUM ||
4033             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE))) {
4034                 atomic_inc_64(&spa->spa_dsl_pool->dp_scan->scn_phys.scn_errors);
4035         }
4036 }
4037
4038 /*
4039  * Given a scanning zio's information, executes the zio. The zio need
4040  * not necessarily be only sortable, this function simply executes the
4041  * zio, no matter what it is. The optional queue argument allows the
4042  * caller to specify that they want per top level vdev IO rate limiting
4043  * instead of the legacy global limiting.
4044  */
4045 static void
4046 scan_exec_io(dsl_pool_t *dp, const blkptr_t *bp, int zio_flags,
4047     const zbookmark_phys_t *zb, dsl_scan_io_queue_t *queue)
4048 {
4049         spa_t *spa = dp->dp_spa;
4050         dsl_scan_t *scn = dp->dp_scan;
4051         size_t size = BP_GET_PSIZE(bp);
4052         abd_t *data = abd_alloc_for_io(size, B_FALSE);
4053
4054         ASSERT3U(scn->scn_maxinflight_bytes, >, 0);
4055
4056         if (queue == NULL) {
4057                 mutex_enter(&spa->spa_scrub_lock);
4058                 while (spa->spa_scrub_inflight >= scn->scn_maxinflight_bytes)
4059                         cv_wait(&spa->spa_scrub_io_cv, &spa->spa_scrub_lock);
4060                 spa->spa_scrub_inflight += BP_GET_PSIZE(bp);
4061                 mutex_exit(&spa->spa_scrub_lock);
4062         } else {
4063                 kmutex_t *q_lock = &queue->q_vd->vdev_scan_io_queue_lock;
4064
4065                 mutex_enter(q_lock);
4066                 while (queue->q_inflight_bytes >= queue->q_maxinflight_bytes)
4067                         cv_wait(&queue->q_zio_cv, q_lock);
4068                 queue->q_inflight_bytes += BP_GET_PSIZE(bp);
4069                 mutex_exit(q_lock);
4070         }
4071
4072         count_block(scn, dp->dp_blkstats, bp);
4073         zio_nowait(zio_read(scn->scn_zio_root, spa, bp, data, size,
4074             dsl_scan_scrub_done, queue, ZIO_PRIORITY_SCRUB, zio_flags, zb));
4075 }
4076
4077 /*
4078  * This is the primary extent sorting algorithm. We balance two parameters:
4079  * 1) how many bytes of I/O are in an extent
4080  * 2) how well the extent is filled with I/O (as a fraction of its total size)
4081  * Since we allow extents to have gaps between their constituent I/Os, it's
4082  * possible to have a fairly large extent that contains the same amount of
4083  * I/O bytes than a much smaller extent, which just packs the I/O more tightly.
4084  * The algorithm sorts based on a score calculated from the extent's size,
4085  * the relative fill volume (in %) and a "fill weight" parameter that controls
4086  * the split between whether we prefer larger extents or more well populated
4087  * extents:
4088  *
4089  * SCORE = FILL_IN_BYTES + (FILL_IN_PERCENT * FILL_IN_BYTES * FILL_WEIGHT)
4090  *
4091  * Example:
4092  * 1) assume extsz = 64 MiB
4093  * 2) assume fill = 32 MiB (extent is half full)
4094  * 3) assume fill_weight = 3
4095  * 4)   SCORE = 32M + (((32M * 100) / 64M) * 3 * 32M) / 100
4096  *      SCORE = 32M + (50 * 3 * 32M) / 100
4097  *      SCORE = 32M + (4800M / 100)
4098  *      SCORE = 32M + 48M
4099  *               ^     ^
4100  *               |     +--- final total relative fill-based score
4101  *               +--------- final total fill-based score
4102  *      SCORE = 80M
4103  *
4104  * As can be seen, at fill_ratio=3, the algorithm is slightly biased towards
4105  * extents that are more completely filled (in a 3:2 ratio) vs just larger.
4106  * Note that as an optimization, we replace multiplication and division by
4107  * 100 with bitshifting by 7 (which effectively multiplies and divides by 128).
4108  */
4109 static int
4110 ext_size_compare(const void *x, const void *y)
4111 {
4112         const range_seg_gap_t *rsa = x, *rsb = y;
4113
4114         uint64_t sa = rsa->rs_end - rsa->rs_start;
4115         uint64_t sb = rsb->rs_end - rsb->rs_start;
4116         uint64_t score_a, score_b;
4117
4118         score_a = rsa->rs_fill + ((((rsa->rs_fill << 7) / sa) *
4119             fill_weight * rsa->rs_fill) >> 7);
4120         score_b = rsb->rs_fill + ((((rsb->rs_fill << 7) / sb) *
4121             fill_weight * rsb->rs_fill) >> 7);
4122
4123         if (score_a > score_b)
4124                 return (-1);
4125         if (score_a == score_b) {
4126                 if (rsa->rs_start < rsb->rs_start)
4127                         return (-1);
4128                 if (rsa->rs_start == rsb->rs_start)
4129                         return (0);
4130                 return (1);
4131         }
4132         return (1);
4133 }
4134
4135 /*
4136  * Comparator for the q_sios_by_addr tree. Sorting is simply performed
4137  * based on LBA-order (from lowest to highest).
4138  */
4139 static int
4140 sio_addr_compare(const void *x, const void *y)
4141 {
4142         const scan_io_t *a = x, *b = y;
4143
4144         return (TREE_CMP(SIO_GET_OFFSET(a), SIO_GET_OFFSET(b)));
4145 }
4146
4147 /* IO queues are created on demand when they are needed. */
4148 static dsl_scan_io_queue_t *
4149 scan_io_queue_create(vdev_t *vd)
4150 {
4151         dsl_scan_t *scn = vd->vdev_spa->spa_dsl_pool->dp_scan;
4152         dsl_scan_io_queue_t *q = kmem_zalloc(sizeof (*q), KM_SLEEP);
4153
4154         q->q_scn = scn;
4155         q->q_vd = vd;
4156         q->q_sio_memused = 0;
4157         cv_init(&q->q_zio_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
4158         q->q_exts_by_addr = range_tree_create_impl(&rt_btree_ops, RANGE_SEG_GAP,
4159             &q->q_exts_by_size, 0, 0, ext_size_compare, zfs_scan_max_ext_gap);
4160         avl_create(&q->q_sios_by_addr, sio_addr_compare,
4161             sizeof (scan_io_t), offsetof(scan_io_t, sio_nodes.sio_addr_node));
4162
4163         return (q);
4164 }
4165
4166 /*
4167  * Destroys a scan queue and all segments and scan_io_t's contained in it.
4168  * No further execution of I/O occurs, anything pending in the queue is
4169  * simply freed without being executed.
4170  */
4171 void
4172 dsl_scan_io_queue_destroy(dsl_scan_io_queue_t *queue)
4173 {
4174         dsl_scan_t *scn = queue->q_scn;
4175         scan_io_t *sio;
4176         void *cookie = NULL;
4177         int64_t bytes_dequeued = 0;
4178
4179         ASSERT(MUTEX_HELD(&queue->q_vd->vdev_scan_io_queue_lock));
4180
4181         while ((sio = avl_destroy_nodes(&queue->q_sios_by_addr, &cookie)) !=
4182             NULL) {
4183                 ASSERT(range_tree_contains(queue->q_exts_by_addr,
4184                     SIO_GET_OFFSET(sio), SIO_GET_ASIZE(sio)));
4185                 bytes_dequeued += SIO_GET_ASIZE(sio);
4186                 queue->q_sio_memused -= SIO_GET_MUSED(sio);
4187                 sio_free(sio);
4188         }
4189
4190         ASSERT0(queue->q_sio_memused);
4191         atomic_add_64(&scn->scn_bytes_pending, -bytes_dequeued);
4192         range_tree_vacate(queue->q_exts_by_addr, NULL, queue);
4193         range_tree_destroy(queue->q_exts_by_addr);
4194         avl_destroy(&queue->q_sios_by_addr);
4195         cv_destroy(&queue->q_zio_cv);
4196
4197         kmem_free(queue, sizeof (*queue));
4198 }
4199
4200 /*
4201  * Properly transfers a dsl_scan_queue_t from `svd' to `tvd'. This is
4202  * called on behalf of vdev_top_transfer when creating or destroying
4203  * a mirror vdev due to zpool attach/detach.
4204  */
4205 void
4206 dsl_scan_io_queue_vdev_xfer(vdev_t *svd, vdev_t *tvd)
4207 {
4208         mutex_enter(&svd->vdev_scan_io_queue_lock);
4209         mutex_enter(&tvd->vdev_scan_io_queue_lock);
4210
4211         VERIFY3P(tvd->vdev_scan_io_queue, ==, NULL);
4212         tvd->vdev_scan_io_queue = svd->vdev_scan_io_queue;
4213         svd->vdev_scan_io_queue = NULL;
4214         if (tvd->vdev_scan_io_queue != NULL)
4215                 tvd->vdev_scan_io_queue->q_vd = tvd;
4216
4217         mutex_exit(&tvd->vdev_scan_io_queue_lock);
4218         mutex_exit(&svd->vdev_scan_io_queue_lock);
4219 }
4220
4221 static void
4222 scan_io_queues_destroy(dsl_scan_t *scn)
4223 {
4224         vdev_t *rvd = scn->scn_dp->dp_spa->spa_root_vdev;
4225
4226         for (uint64_t i = 0; i < rvd->vdev_children; i++) {
4227                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[i];
4228
4229                 mutex_enter(&tvd->vdev_scan_io_queue_lock);
4230                 if (tvd->vdev_scan_io_queue != NULL)
4231                         dsl_scan_io_queue_destroy(tvd->vdev_scan_io_queue);
4232                 tvd->vdev_scan_io_queue = NULL;
4233                 mutex_exit(&tvd->vdev_scan_io_queue_lock);
4234         }
4235 }
4236
4237 static void
4238 dsl_scan_freed_dva(spa_t *spa, const blkptr_t *bp, int dva_i)
4239 {
4240         dsl_pool_t *dp = spa->spa_dsl_pool;
4241         dsl_scan_t *scn = dp->dp_scan;
4242         vdev_t *vdev;
4243         kmutex_t *q_lock;
4244         dsl_scan_io_queue_t *queue;
4245         scan_io_t *srch_sio, *sio;
4246         avl_index_t idx;
4247         uint64_t start, size;
4248
4249         vdev = vdev_lookup_top(spa, DVA_GET_VDEV(&bp->blk_dva[dva_i]));
4250         ASSERT(vdev != NULL);
4251         q_lock = &vdev->vdev_scan_io_queue_lock;
4252         queue = vdev->vdev_scan_io_queue;
4253
4254         mutex_enter(q_lock);
4255         if (queue == NULL) {
4256                 mutex_exit(q_lock);
4257                 return;
4258         }
4259
4260         srch_sio = sio_alloc(BP_GET_NDVAS(bp));
4261         bp2sio(bp, srch_sio, dva_i);
4262         start = SIO_GET_OFFSET(srch_sio);
4263         size = SIO_GET_ASIZE(srch_sio);
4264
4265         /*
4266          * We can find the zio in two states:
4267          * 1) Cold, just sitting in the queue of zio's to be issued at
4268          *      some point in the future. In this case, all we do is
4269          *      remove the zio from the q_sios_by_addr tree, decrement
4270          *      its data volume from the containing range_seg_t and
4271          *      resort the q_exts_by_size tree to reflect that the
4272          *      range_seg_t has lost some of its 'fill'. We don't shorten
4273          *      the range_seg_t - this is usually rare enough not to be
4274          *      worth the extra hassle of trying keep track of precise
4275          *      extent boundaries.
4276          * 2) Hot, where the zio is currently in-flight in
4277          *      dsl_scan_issue_ios. In this case, we can't simply
4278          *      reach in and stop the in-flight zio's, so we instead
4279          *      block the caller. Eventually, dsl_scan_issue_ios will
4280          *      be done with issuing the zio's it gathered and will
4281          *      signal us.
4282          */
4283         sio = avl_find(&queue->q_sios_by_addr, srch_sio, &idx);
4284         sio_free(srch_sio);
4285
4286         if (sio != NULL) {
4287                 int64_t asize = SIO_GET_ASIZE(sio);
4288                 blkptr_t tmpbp;
4289
4290                 /* Got it while it was cold in the queue */
4291                 ASSERT3U(start, ==, SIO_GET_OFFSET(sio));
4292                 ASSERT3U(size, ==, asize);
4293                 avl_remove(&queue->q_sios_by_addr, sio);
4294                 queue->q_sio_memused -= SIO_GET_MUSED(sio);
4295
4296                 ASSERT(range_tree_contains(queue->q_exts_by_addr, start, size));
4297                 range_tree_remove_fill(queue->q_exts_by_addr, start, size);
4298
4299                 /*
4300                  * We only update scn_bytes_pending in the cold path,
4301                  * otherwise it will already have been accounted for as
4302                  * part of the zio's execution.
4303                  */
4304                 atomic_add_64(&scn->scn_bytes_pending, -asize);
4305
4306                 /* count the block as though we issued it */
4307                 sio2bp(sio, &tmpbp);
4308                 count_block(scn, dp->dp_blkstats, &tmpbp);
4309
4310                 sio_free(sio);
4311         }
4312         mutex_exit(q_lock);
4313 }
4314
4315 /*
4316  * Callback invoked when a zio_free() zio is executing. This needs to be
4317  * intercepted to prevent the zio from deallocating a particular portion
4318  * of disk space and it then getting reallocated and written to, while we
4319  * still have it queued up for processing.
4320  */
4321 void
4322 dsl_scan_freed(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
4323 {
4324         dsl_pool_t *dp = spa->spa_dsl_pool;
4325         dsl_scan_t *scn = dp->dp_scan;
4326
4327         ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
4328         ASSERT(scn != NULL);
4329         if (!dsl_scan_is_running(scn))
4330                 return;
4331
4332         for (int i = 0; i < BP_GET_NDVAS(bp); i++)
4333                 dsl_scan_freed_dva(spa, bp, i);
4334 }
4335
4336 /*
4337  * Check if a vdev needs resilvering (non-empty DTL), if so, and resilver has
4338  * not started, start it. Otherwise, only restart if max txg in DTL range is
4339  * greater than the max txg in the current scan. If the DTL max is less than
4340  * the scan max, then the vdev has not missed any new data since the resilver
4341  * started, so a restart is not needed.
4342  */
4343 void
4344 dsl_scan_assess_vdev(dsl_pool_t *dp, vdev_t *vd)
4345 {
4346         uint64_t min, max;
4347
4348         if (!vdev_resilver_needed(vd, &min, &max))
4349                 return;
4350
4351         if (!dsl_scan_resilvering(dp)) {
4352                 spa_async_request(dp->dp_spa, SPA_ASYNC_RESILVER);
4353                 return;
4354         }
4355
4356         if (max <= dp->dp_scan->scn_phys.scn_max_txg)
4357                 return;
4358
4359         /* restart is needed, check if it can be deferred */
4360         if (spa_feature_is_enabled(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_RESILVER_DEFER))
4361                 vdev_defer_resilver(vd);
4362         else
4363                 spa_async_request(dp->dp_spa, SPA_ASYNC_RESILVER);
4364 }
4365
4366 /* BEGIN CSTYLED */
4367 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, scan_vdev_limit, ULONG, ZMOD_RW,
4368         "Max bytes in flight per leaf vdev for scrubs and resilvers");
4369
4370 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, scrub_min_time_ms, INT, ZMOD_RW,
4371         "Min millisecs to scrub per txg");
4372
4373 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, obsolete_min_time_ms, INT, ZMOD_RW,
4374         "Min millisecs to obsolete per txg");
4375
4376 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, free_min_time_ms, INT, ZMOD_RW,
4377         "Min millisecs to free per txg");
4378
4379 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, resilver_min_time_ms, INT, ZMOD_RW,
4380         "Min millisecs to resilver per txg");
4381
4382 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, scan_suspend_progress, INT, ZMOD_RW,
4383         "Set to prevent scans from progressing");
4384
4385 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, no_scrub_io, INT, ZMOD_RW,
4386         "Set to disable scrub I/O");
4387
4388 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, no_scrub_prefetch, INT, ZMOD_RW,
4389         "Set to disable scrub prefetching");
4390
4391 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, async_block_max_blocks, ULONG, ZMOD_RW,
4392         "Max number of blocks freed in one txg");
4393
4394 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, max_async_dedup_frees, ULONG, ZMOD_RW,
4395         "Max number of dedup blocks freed in one txg");
4396
4397 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, free_bpobj_enabled, INT, ZMOD_RW,
4398         "Enable processing of the free_bpobj");
4399
4400 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, scan_mem_lim_fact, INT, ZMOD_RW,
4401         "Fraction of RAM for scan hard limit");
4402
4403 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, scan_issue_strategy, INT, ZMOD_RW,
4404         "IO issuing strategy during scrubbing. "
4405         "0 = default, 1 = LBA, 2 = size");
4406
4407 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, scan_legacy, INT, ZMOD_RW,
4408         "Scrub using legacy non-sequential method");
4409
4410 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, scan_checkpoint_intval, INT, ZMOD_RW,
4411         "Scan progress on-disk checkpointing interval");
4412
4413 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, scan_max_ext_gap, ULONG, ZMOD_RW,
4414         "Max gap in bytes between sequential scrub / resilver I/Os");
4415
4416 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, scan_mem_lim_soft_fact, INT, ZMOD_RW,
4417         "Fraction of hard limit used as soft limit");
4418
4419 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, scan_strict_mem_lim, INT, ZMOD_RW,
4420         "Tunable to attempt to reduce lock contention");
4421
4422 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, scan_fill_weight, INT, ZMOD_RW,
4423         "Tunable to adjust bias towards more filled segments during scans");
4424
4425 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, resilver_disable_defer, INT, ZMOD_RW,
4426         "Process all resilvers immediately");
4427 /* END CSTYLED */