]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - module/zfs/zio.c
Finally drop long disabled vdev cache.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / module / zfs / zio.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 https://opensource.org/licenses/CDDL-1.0.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2011, 2022 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2011 Nexenta Systems, Inc. All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2017, Intel Corporation.
26  * Copyright (c) 2019, Klara Inc.
27  * Copyright (c) 2019, Allan Jude
28  * Copyright (c) 2021, Datto, Inc.
29  */
30
31 #include <sys/sysmacros.h>
32 #include <sys/zfs_context.h>
33 #include <sys/fm/fs/zfs.h>
34 #include <sys/spa.h>
35 #include <sys/txg.h>
36 #include <sys/spa_impl.h>
37 #include <sys/vdev_impl.h>
38 #include <sys/vdev_trim.h>
39 #include <sys/zio_impl.h>
40 #include <sys/zio_compress.h>
41 #include <sys/zio_checksum.h>
42 #include <sys/dmu_objset.h>
43 #include <sys/arc.h>
44 #include <sys/brt.h>
45 #include <sys/ddt.h>
46 #include <sys/blkptr.h>
47 #include <sys/zfeature.h>
48 #include <sys/dsl_scan.h>
49 #include <sys/metaslab_impl.h>
50 #include <sys/time.h>
51 #include <sys/trace_zfs.h>
52 #include <sys/abd.h>
53 #include <sys/dsl_crypt.h>
54 #include <cityhash.h>
55
56 /*
57  * ==========================================================================
58  * I/O type descriptions
59  * ==========================================================================
60  */
61 const char *const zio_type_name[ZIO_TYPES] = {
62         /*
63          * Note: Linux kernel thread name length is limited
64          * so these names will differ from upstream open zfs.
65          */
66         "z_null", "z_rd", "z_wr", "z_fr", "z_cl", "z_ioctl", "z_trim"
67 };
68
69 int zio_dva_throttle_enabled = B_TRUE;
70 static int zio_deadman_log_all = B_FALSE;
71
72 /*
73  * ==========================================================================
74  * I/O kmem caches
75  * ==========================================================================
76  */
77 static kmem_cache_t *zio_cache;
78 static kmem_cache_t *zio_link_cache;
79 kmem_cache_t *zio_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
80 kmem_cache_t *zio_data_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
81 #if defined(ZFS_DEBUG) && !defined(_KERNEL)
82 static uint64_t zio_buf_cache_allocs[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
83 static uint64_t zio_buf_cache_frees[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
84 #endif
85
86 /* Mark IOs as "slow" if they take longer than 30 seconds */
87 static uint_t zio_slow_io_ms = (30 * MILLISEC);
88
89 #define BP_SPANB(indblkshift, level) \
90         (((uint64_t)1) << ((level) * ((indblkshift) - SPA_BLKPTRSHIFT)))
91 #define COMPARE_META_LEVEL      0x80000000ul
92 /*
93  * The following actions directly effect the spa's sync-to-convergence logic.
94  * The values below define the sync pass when we start performing the action.
95  * Care should be taken when changing these values as they directly impact
96  * spa_sync() performance. Tuning these values may introduce subtle performance
97  * pathologies and should only be done in the context of performance analysis.
98  * These tunables will eventually be removed and replaced with #defines once
99  * enough analysis has been done to determine optimal values.
100  *
101  * The 'zfs_sync_pass_deferred_free' pass must be greater than 1 to ensure that
102  * regular blocks are not deferred.
103  *
104  * Starting in sync pass 8 (zfs_sync_pass_dont_compress), we disable
105  * compression (including of metadata).  In practice, we don't have this
106  * many sync passes, so this has no effect.
107  *
108  * The original intent was that disabling compression would help the sync
109  * passes to converge. However, in practice disabling compression increases
110  * the average number of sync passes, because when we turn compression off, a
111  * lot of block's size will change and thus we have to re-allocate (not
112  * overwrite) them. It also increases the number of 128KB allocations (e.g.
113  * for indirect blocks and spacemaps) because these will not be compressed.
114  * The 128K allocations are especially detrimental to performance on highly
115  * fragmented systems, which may have very few free segments of this size,
116  * and may need to load new metaslabs to satisfy 128K allocations.
117  */
118
119 /* defer frees starting in this pass */
120 uint_t zfs_sync_pass_deferred_free = 2;
121
122 /* don't compress starting in this pass */
123 static uint_t zfs_sync_pass_dont_compress = 8;
124
125 /* rewrite new bps starting in this pass */
126 static uint_t zfs_sync_pass_rewrite = 2;
127
128 /*
129  * An allocating zio is one that either currently has the DVA allocate
130  * stage set or will have it later in its lifetime.
131  */
132 #define IO_IS_ALLOCATING(zio) ((zio)->io_orig_pipeline & ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE)
133
134 /*
135  * Enable smaller cores by excluding metadata
136  * allocations as well.
137  */
138 int zio_exclude_metadata = 0;
139 static int zio_requeue_io_start_cut_in_line = 1;
140
141 #ifdef ZFS_DEBUG
142 static const int zio_buf_debug_limit = 16384;
143 #else
144 static const int zio_buf_debug_limit = 0;
145 #endif
146
147 static inline void __zio_execute(zio_t *zio);
148
149 static void zio_taskq_dispatch(zio_t *, zio_taskq_type_t, boolean_t);
150
151 void
152 zio_init(void)
153 {
154         size_t c;
155
156         zio_cache = kmem_cache_create("zio_cache",
157             sizeof (zio_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
158         zio_link_cache = kmem_cache_create("zio_link_cache",
159             sizeof (zio_link_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
160
161         /*
162          * For small buffers, we want a cache for each multiple of
163          * SPA_MINBLOCKSIZE.  For larger buffers, we want a cache
164          * for each quarter-power of 2.
165          */
166         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
167                 size_t size = (c + 1) << SPA_MINBLOCKSHIFT;
168                 size_t p2 = size;
169                 size_t align = 0;
170                 size_t data_cflags, cflags;
171
172                 data_cflags = KMC_NODEBUG;
173                 cflags = (zio_exclude_metadata || size > zio_buf_debug_limit) ?
174                     KMC_NODEBUG : 0;
175
176                 while (!ISP2(p2))
177                         p2 &= p2 - 1;
178
179 #ifndef _KERNEL
180                 /*
181                  * If we are using watchpoints, put each buffer on its own page,
182                  * to eliminate the performance overhead of trapping to the
183                  * kernel when modifying a non-watched buffer that shares the
184                  * page with a watched buffer.
185                  */
186                 if (arc_watch && !IS_P2ALIGNED(size, PAGESIZE))
187                         continue;
188                 /*
189                  * Here's the problem - on 4K native devices in userland on
190                  * Linux using O_DIRECT, buffers must be 4K aligned or I/O
191                  * will fail with EINVAL, causing zdb (and others) to coredump.
192                  * Since userland probably doesn't need optimized buffer caches,
193                  * we just force 4K alignment on everything.
194                  */
195                 align = 8 * SPA_MINBLOCKSIZE;
196 #else
197                 if (size < PAGESIZE) {
198                         align = SPA_MINBLOCKSIZE;
199                 } else if (IS_P2ALIGNED(size, p2 >> 2)) {
200                         align = PAGESIZE;
201                 }
202 #endif
203
204                 if (align != 0) {
205                         char name[36];
206                         if (cflags == data_cflags) {
207                                 /*
208                                  * Resulting kmem caches would be identical.
209                                  * Save memory by creating only one.
210                                  */
211                                 (void) snprintf(name, sizeof (name),
212                                     "zio_buf_comb_%lu", (ulong_t)size);
213                                 zio_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name,
214                                     size, align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
215                                     cflags);
216                                 zio_data_buf_cache[c] = zio_buf_cache[c];
217                                 continue;
218                         }
219                         (void) snprintf(name, sizeof (name), "zio_buf_%lu",
220                             (ulong_t)size);
221                         zio_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
222                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, cflags);
223
224                         (void) snprintf(name, sizeof (name), "zio_data_buf_%lu",
225                             (ulong_t)size);
226                         zio_data_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
227                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, data_cflags);
228                 }
229         }
230
231         while (--c != 0) {
232                 ASSERT(zio_buf_cache[c] != NULL);
233                 if (zio_buf_cache[c - 1] == NULL)
234                         zio_buf_cache[c - 1] = zio_buf_cache[c];
235
236                 ASSERT(zio_data_buf_cache[c] != NULL);
237                 if (zio_data_buf_cache[c - 1] == NULL)
238                         zio_data_buf_cache[c - 1] = zio_data_buf_cache[c];
239         }
240
241         zio_inject_init();
242
243         lz4_init();
244 }
245
246 void
247 zio_fini(void)
248 {
249         size_t n = SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
250
251 #if defined(ZFS_DEBUG) && !defined(_KERNEL)
252         for (size_t i = 0; i < n; i++) {
253                 if (zio_buf_cache_allocs[i] != zio_buf_cache_frees[i])
254                         (void) printf("zio_fini: [%d] %llu != %llu\n",
255                             (int)((i + 1) << SPA_MINBLOCKSHIFT),
256                             (long long unsigned)zio_buf_cache_allocs[i],
257                             (long long unsigned)zio_buf_cache_frees[i]);
258         }
259 #endif
260
261         /*
262          * The same kmem cache can show up multiple times in both zio_buf_cache
263          * and zio_data_buf_cache. Do a wasteful but trivially correct scan to
264          * sort it out.
265          */
266         for (size_t i = 0; i < n; i++) {
267                 kmem_cache_t *cache = zio_buf_cache[i];
268                 if (cache == NULL)
269                         continue;
270                 for (size_t j = i; j < n; j++) {
271                         if (cache == zio_buf_cache[j])
272                                 zio_buf_cache[j] = NULL;
273                         if (cache == zio_data_buf_cache[j])
274                                 zio_data_buf_cache[j] = NULL;
275                 }
276                 kmem_cache_destroy(cache);
277         }
278
279         for (size_t i = 0; i < n; i++) {
280                 kmem_cache_t *cache = zio_data_buf_cache[i];
281                 if (cache == NULL)
282                         continue;
283                 for (size_t j = i; j < n; j++) {
284                         if (cache == zio_data_buf_cache[j])
285                                 zio_data_buf_cache[j] = NULL;
286                 }
287                 kmem_cache_destroy(cache);
288         }
289
290         for (size_t i = 0; i < n; i++) {
291                 VERIFY3P(zio_buf_cache[i], ==, NULL);
292                 VERIFY3P(zio_data_buf_cache[i], ==, NULL);
293         }
294
295         kmem_cache_destroy(zio_link_cache);
296         kmem_cache_destroy(zio_cache);
297
298         zio_inject_fini();
299
300         lz4_fini();
301 }
302
303 /*
304  * ==========================================================================
305  * Allocate and free I/O buffers
306  * ==========================================================================
307  */
308
309 /*
310  * Use zio_buf_alloc to allocate ZFS metadata.  This data will appear in a
311  * crashdump if the kernel panics, so use it judiciously.  Obviously, it's
312  * useful to inspect ZFS metadata, but if possible, we should avoid keeping
313  * excess / transient data in-core during a crashdump.
314  */
315 void *
316 zio_buf_alloc(size_t size)
317 {
318         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
319
320         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
321 #if defined(ZFS_DEBUG) && !defined(_KERNEL)
322         atomic_add_64(&zio_buf_cache_allocs[c], 1);
323 #endif
324
325         return (kmem_cache_alloc(zio_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
326 }
327
328 /*
329  * Use zio_data_buf_alloc to allocate data.  The data will not appear in a
330  * crashdump if the kernel panics.  This exists so that we will limit the amount
331  * of ZFS data that shows up in a kernel crashdump.  (Thus reducing the amount
332  * of kernel heap dumped to disk when the kernel panics)
333  */
334 void *
335 zio_data_buf_alloc(size_t size)
336 {
337         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
338
339         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
340
341         return (kmem_cache_alloc(zio_data_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
342 }
343
344 void
345 zio_buf_free(void *buf, size_t size)
346 {
347         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
348
349         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
350 #if defined(ZFS_DEBUG) && !defined(_KERNEL)
351         atomic_add_64(&zio_buf_cache_frees[c], 1);
352 #endif
353
354         kmem_cache_free(zio_buf_cache[c], buf);
355 }
356
357 void
358 zio_data_buf_free(void *buf, size_t size)
359 {
360         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
361
362         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
363
364         kmem_cache_free(zio_data_buf_cache[c], buf);
365 }
366
367 static void
368 zio_abd_free(void *abd, size_t size)
369 {
370         (void) size;
371         abd_free((abd_t *)abd);
372 }
373
374 /*
375  * ==========================================================================
376  * Push and pop I/O transform buffers
377  * ==========================================================================
378  */
379 void
380 zio_push_transform(zio_t *zio, abd_t *data, uint64_t size, uint64_t bufsize,
381     zio_transform_func_t *transform)
382 {
383         zio_transform_t *zt = kmem_alloc(sizeof (zio_transform_t), KM_SLEEP);
384
385         zt->zt_orig_abd = zio->io_abd;
386         zt->zt_orig_size = zio->io_size;
387         zt->zt_bufsize = bufsize;
388         zt->zt_transform = transform;
389
390         zt->zt_next = zio->io_transform_stack;
391         zio->io_transform_stack = zt;
392
393         zio->io_abd = data;
394         zio->io_size = size;
395 }
396
397 void
398 zio_pop_transforms(zio_t *zio)
399 {
400         zio_transform_t *zt;
401
402         while ((zt = zio->io_transform_stack) != NULL) {
403                 if (zt->zt_transform != NULL)
404                         zt->zt_transform(zio,
405                             zt->zt_orig_abd, zt->zt_orig_size);
406
407                 if (zt->zt_bufsize != 0)
408                         abd_free(zio->io_abd);
409
410                 zio->io_abd = zt->zt_orig_abd;
411                 zio->io_size = zt->zt_orig_size;
412                 zio->io_transform_stack = zt->zt_next;
413
414                 kmem_free(zt, sizeof (zio_transform_t));
415         }
416 }
417
418 /*
419  * ==========================================================================
420  * I/O transform callbacks for subblocks, decompression, and decryption
421  * ==========================================================================
422  */
423 static void
424 zio_subblock(zio_t *zio, abd_t *data, uint64_t size)
425 {
426         ASSERT(zio->io_size > size);
427
428         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
429                 abd_copy(data, zio->io_abd, size);
430 }
431
432 static void
433 zio_decompress(zio_t *zio, abd_t *data, uint64_t size)
434 {
435         if (zio->io_error == 0) {
436                 void *tmp = abd_borrow_buf(data, size);
437                 int ret = zio_decompress_data(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp),
438                     zio->io_abd, tmp, zio->io_size, size,
439                     &zio->io_prop.zp_complevel);
440                 abd_return_buf_copy(data, tmp, size);
441
442                 if (zio_injection_enabled && ret == 0)
443                         ret = zio_handle_fault_injection(zio, EINVAL);
444
445                 if (ret != 0)
446                         zio->io_error = SET_ERROR(EIO);
447         }
448 }
449
450 static void
451 zio_decrypt(zio_t *zio, abd_t *data, uint64_t size)
452 {
453         int ret;
454         void *tmp;
455         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
456         spa_t *spa = zio->io_spa;
457         uint64_t dsobj = zio->io_bookmark.zb_objset;
458         uint64_t lsize = BP_GET_LSIZE(bp);
459         dmu_object_type_t ot = BP_GET_TYPE(bp);
460         uint8_t salt[ZIO_DATA_SALT_LEN];
461         uint8_t iv[ZIO_DATA_IV_LEN];
462         uint8_t mac[ZIO_DATA_MAC_LEN];
463         boolean_t no_crypt = B_FALSE;
464
465         ASSERT(BP_USES_CRYPT(bp));
466         ASSERT3U(size, !=, 0);
467
468         if (zio->io_error != 0)
469                 return;
470
471         /*
472          * Verify the cksum of MACs stored in an indirect bp. It will always
473          * be possible to verify this since it does not require an encryption
474          * key.
475          */
476         if (BP_HAS_INDIRECT_MAC_CKSUM(bp)) {
477                 zio_crypt_decode_mac_bp(bp, mac);
478
479                 if (BP_GET_COMPRESS(bp) != ZIO_COMPRESS_OFF) {
480                         /*
481                          * We haven't decompressed the data yet, but
482                          * zio_crypt_do_indirect_mac_checksum() requires
483                          * decompressed data to be able to parse out the MACs
484                          * from the indirect block. We decompress it now and
485                          * throw away the result after we are finished.
486                          */
487                         tmp = zio_buf_alloc(lsize);
488                         ret = zio_decompress_data(BP_GET_COMPRESS(bp),
489                             zio->io_abd, tmp, zio->io_size, lsize,
490                             &zio->io_prop.zp_complevel);
491                         if (ret != 0) {
492                                 ret = SET_ERROR(EIO);
493                                 goto error;
494                         }
495                         ret = zio_crypt_do_indirect_mac_checksum(B_FALSE,
496                             tmp, lsize, BP_SHOULD_BYTESWAP(bp), mac);
497                         zio_buf_free(tmp, lsize);
498                 } else {
499                         ret = zio_crypt_do_indirect_mac_checksum_abd(B_FALSE,
500                             zio->io_abd, size, BP_SHOULD_BYTESWAP(bp), mac);
501                 }
502                 abd_copy(data, zio->io_abd, size);
503
504                 if (zio_injection_enabled && ot != DMU_OT_DNODE && ret == 0) {
505                         ret = zio_handle_decrypt_injection(spa,
506                             &zio->io_bookmark, ot, ECKSUM);
507                 }
508                 if (ret != 0)
509                         goto error;
510
511                 return;
512         }
513
514         /*
515          * If this is an authenticated block, just check the MAC. It would be
516          * nice to separate this out into its own flag, but when this was done,
517          * we had run out of bits in what is now zio_flag_t. Future cleanup
518          * could make this a flag bit.
519          */
520         if (BP_IS_AUTHENTICATED(bp)) {
521                 if (ot == DMU_OT_OBJSET) {
522                         ret = spa_do_crypt_objset_mac_abd(B_FALSE, spa,
523                             dsobj, zio->io_abd, size, BP_SHOULD_BYTESWAP(bp));
524                 } else {
525                         zio_crypt_decode_mac_bp(bp, mac);
526                         ret = spa_do_crypt_mac_abd(B_FALSE, spa, dsobj,
527                             zio->io_abd, size, mac);
528                         if (zio_injection_enabled && ret == 0) {
529                                 ret = zio_handle_decrypt_injection(spa,
530                                     &zio->io_bookmark, ot, ECKSUM);
531                         }
532                 }
533                 abd_copy(data, zio->io_abd, size);
534
535                 if (ret != 0)
536                         goto error;
537
538                 return;
539         }
540
541         zio_crypt_decode_params_bp(bp, salt, iv);
542
543         if (ot == DMU_OT_INTENT_LOG) {
544                 tmp = abd_borrow_buf_copy(zio->io_abd, sizeof (zil_chain_t));
545                 zio_crypt_decode_mac_zil(tmp, mac);
546                 abd_return_buf(zio->io_abd, tmp, sizeof (zil_chain_t));
547         } else {
548                 zio_crypt_decode_mac_bp(bp, mac);
549         }
550
551         ret = spa_do_crypt_abd(B_FALSE, spa, &zio->io_bookmark, BP_GET_TYPE(bp),
552             BP_GET_DEDUP(bp), BP_SHOULD_BYTESWAP(bp), salt, iv, mac, size, data,
553             zio->io_abd, &no_crypt);
554         if (no_crypt)
555                 abd_copy(data, zio->io_abd, size);
556
557         if (ret != 0)
558                 goto error;
559
560         return;
561
562 error:
563         /* assert that the key was found unless this was speculative */
564         ASSERT(ret != EACCES || (zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE));
565
566         /*
567          * If there was a decryption / authentication error return EIO as
568          * the io_error. If this was not a speculative zio, create an ereport.
569          */
570         if (ret == ECKSUM) {
571                 zio->io_error = SET_ERROR(EIO);
572                 if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE) == 0) {
573                         spa_log_error(spa, &zio->io_bookmark,
574                             &zio->io_bp->blk_birth);
575                         (void) zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_AUTHENTICATION,
576                             spa, NULL, &zio->io_bookmark, zio, 0);
577                 }
578         } else {
579                 zio->io_error = ret;
580         }
581 }
582
583 /*
584  * ==========================================================================
585  * I/O parent/child relationships and pipeline interlocks
586  * ==========================================================================
587  */
588 zio_t *
589 zio_walk_parents(zio_t *cio, zio_link_t **zl)
590 {
591         list_t *pl = &cio->io_parent_list;
592
593         *zl = (*zl == NULL) ? list_head(pl) : list_next(pl, *zl);
594         if (*zl == NULL)
595                 return (NULL);
596
597         ASSERT((*zl)->zl_child == cio);
598         return ((*zl)->zl_parent);
599 }
600
601 zio_t *
602 zio_walk_children(zio_t *pio, zio_link_t **zl)
603 {
604         list_t *cl = &pio->io_child_list;
605
606         ASSERT(MUTEX_HELD(&pio->io_lock));
607
608         *zl = (*zl == NULL) ? list_head(cl) : list_next(cl, *zl);
609         if (*zl == NULL)
610                 return (NULL);
611
612         ASSERT((*zl)->zl_parent == pio);
613         return ((*zl)->zl_child);
614 }
615
616 zio_t *
617 zio_unique_parent(zio_t *cio)
618 {
619         zio_link_t *zl = NULL;
620         zio_t *pio = zio_walk_parents(cio, &zl);
621
622         VERIFY3P(zio_walk_parents(cio, &zl), ==, NULL);
623         return (pio);
624 }
625
626 void
627 zio_add_child(zio_t *pio, zio_t *cio)
628 {
629         zio_link_t *zl = kmem_cache_alloc(zio_link_cache, KM_SLEEP);
630
631         /*
632          * Logical I/Os can have logical, gang, or vdev children.
633          * Gang I/Os can have gang or vdev children.
634          * Vdev I/Os can only have vdev children.
635          * The following ASSERT captures all of these constraints.
636          */
637         ASSERT3S(cio->io_child_type, <=, pio->io_child_type);
638
639         zl->zl_parent = pio;
640         zl->zl_child = cio;
641
642         mutex_enter(&pio->io_lock);
643         mutex_enter(&cio->io_lock);
644
645         ASSERT(pio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] == 0);
646
647         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
648                 pio->io_children[cio->io_child_type][w] += !cio->io_state[w];
649
650         list_insert_head(&pio->io_child_list, zl);
651         list_insert_head(&cio->io_parent_list, zl);
652
653         pio->io_child_count++;
654         cio->io_parent_count++;
655
656         mutex_exit(&cio->io_lock);
657         mutex_exit(&pio->io_lock);
658 }
659
660 static void
661 zio_remove_child(zio_t *pio, zio_t *cio, zio_link_t *zl)
662 {
663         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
664         ASSERT(zl->zl_child == cio);
665
666         mutex_enter(&pio->io_lock);
667         mutex_enter(&cio->io_lock);
668
669         list_remove(&pio->io_child_list, zl);
670         list_remove(&cio->io_parent_list, zl);
671
672         pio->io_child_count--;
673         cio->io_parent_count--;
674
675         mutex_exit(&cio->io_lock);
676         mutex_exit(&pio->io_lock);
677         kmem_cache_free(zio_link_cache, zl);
678 }
679
680 static boolean_t
681 zio_wait_for_children(zio_t *zio, uint8_t childbits, enum zio_wait_type wait)
682 {
683         boolean_t waiting = B_FALSE;
684
685         mutex_enter(&zio->io_lock);
686         ASSERT(zio->io_stall == NULL);
687         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++) {
688                 if (!(ZIO_CHILD_BIT_IS_SET(childbits, c)))
689                         continue;
690
691                 uint64_t *countp = &zio->io_children[c][wait];
692                 if (*countp != 0) {
693                         zio->io_stage >>= 1;
694                         ASSERT3U(zio->io_stage, !=, ZIO_STAGE_OPEN);
695                         zio->io_stall = countp;
696                         waiting = B_TRUE;
697                         break;
698                 }
699         }
700         mutex_exit(&zio->io_lock);
701         return (waiting);
702 }
703
704 __attribute__((always_inline))
705 static inline void
706 zio_notify_parent(zio_t *pio, zio_t *zio, enum zio_wait_type wait,
707     zio_t **next_to_executep)
708 {
709         uint64_t *countp = &pio->io_children[zio->io_child_type][wait];
710         int *errorp = &pio->io_child_error[zio->io_child_type];
711
712         mutex_enter(&pio->io_lock);
713         if (zio->io_error && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))
714                 *errorp = zio_worst_error(*errorp, zio->io_error);
715         pio->io_reexecute |= zio->io_reexecute;
716         ASSERT3U(*countp, >, 0);
717
718         (*countp)--;
719
720         if (*countp == 0 && pio->io_stall == countp) {
721                 zio_taskq_type_t type =
722                     pio->io_stage < ZIO_STAGE_VDEV_IO_START ? ZIO_TASKQ_ISSUE :
723                     ZIO_TASKQ_INTERRUPT;
724                 pio->io_stall = NULL;
725                 mutex_exit(&pio->io_lock);
726
727                 /*
728                  * If we can tell the caller to execute this parent next, do
729                  * so. We only do this if the parent's zio type matches the
730                  * child's type. Otherwise dispatch the parent zio in its
731                  * own taskq.
732                  *
733                  * Having the caller execute the parent when possible reduces
734                  * locking on the zio taskq's, reduces context switch
735                  * overhead, and has no recursion penalty.  Note that one
736                  * read from disk typically causes at least 3 zio's: a
737                  * zio_null(), the logical zio_read(), and then a physical
738                  * zio.  When the physical ZIO completes, we are able to call
739                  * zio_done() on all 3 of these zio's from one invocation of
740                  * zio_execute() by returning the parent back to
741                  * zio_execute().  Since the parent isn't executed until this
742                  * thread returns back to zio_execute(), the caller should do
743                  * so promptly.
744                  *
745                  * In other cases, dispatching the parent prevents
746                  * overflowing the stack when we have deeply nested
747                  * parent-child relationships, as we do with the "mega zio"
748                  * of writes for spa_sync(), and the chain of ZIL blocks.
749                  */
750                 if (next_to_executep != NULL && *next_to_executep == NULL &&
751                     pio->io_type == zio->io_type) {
752                         *next_to_executep = pio;
753                 } else {
754                         zio_taskq_dispatch(pio, type, B_FALSE);
755                 }
756         } else {
757                 mutex_exit(&pio->io_lock);
758         }
759 }
760
761 static void
762 zio_inherit_child_errors(zio_t *zio, enum zio_child c)
763 {
764         if (zio->io_child_error[c] != 0 && zio->io_error == 0)
765                 zio->io_error = zio->io_child_error[c];
766 }
767
768 int
769 zio_bookmark_compare(const void *x1, const void *x2)
770 {
771         const zio_t *z1 = x1;
772         const zio_t *z2 = x2;
773
774         if (z1->io_bookmark.zb_objset < z2->io_bookmark.zb_objset)
775                 return (-1);
776         if (z1->io_bookmark.zb_objset > z2->io_bookmark.zb_objset)
777                 return (1);
778
779         if (z1->io_bookmark.zb_object < z2->io_bookmark.zb_object)
780                 return (-1);
781         if (z1->io_bookmark.zb_object > z2->io_bookmark.zb_object)
782                 return (1);
783
784         if (z1->io_bookmark.zb_level < z2->io_bookmark.zb_level)
785                 return (-1);
786         if (z1->io_bookmark.zb_level > z2->io_bookmark.zb_level)
787                 return (1);
788
789         if (z1->io_bookmark.zb_blkid < z2->io_bookmark.zb_blkid)
790                 return (-1);
791         if (z1->io_bookmark.zb_blkid > z2->io_bookmark.zb_blkid)
792                 return (1);
793
794         if (z1 < z2)
795                 return (-1);
796         if (z1 > z2)
797                 return (1);
798
799         return (0);
800 }
801
802 /*
803  * ==========================================================================
804  * Create the various types of I/O (read, write, free, etc)
805  * ==========================================================================
806  */
807 static zio_t *
808 zio_create(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
809     abd_t *data, uint64_t lsize, uint64_t psize, zio_done_func_t *done,
810     void *private, zio_type_t type, zio_priority_t priority,
811     zio_flag_t flags, vdev_t *vd, uint64_t offset,
812     const zbookmark_phys_t *zb, enum zio_stage stage,
813     enum zio_stage pipeline)
814 {
815         zio_t *zio;
816
817         IMPLY(type != ZIO_TYPE_TRIM, psize <= SPA_MAXBLOCKSIZE);
818         ASSERT(P2PHASE(psize, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
819         ASSERT(P2PHASE(offset, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
820
821         ASSERT(!vd || spa_config_held(spa, SCL_STATE_ALL, RW_READER));
822         ASSERT(!bp || !(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER));
823         ASSERT(vd || stage == ZIO_STAGE_OPEN);
824
825         IMPLY(lsize != psize, (flags & ZIO_FLAG_RAW_COMPRESS) != 0);
826
827         zio = kmem_cache_alloc(zio_cache, KM_SLEEP);
828         memset(zio, 0, sizeof (zio_t));
829
830         mutex_init(&zio->io_lock, NULL, MUTEX_NOLOCKDEP, NULL);
831         cv_init(&zio->io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
832
833         list_create(&zio->io_parent_list, sizeof (zio_link_t),
834             offsetof(zio_link_t, zl_parent_node));
835         list_create(&zio->io_child_list, sizeof (zio_link_t),
836             offsetof(zio_link_t, zl_child_node));
837         metaslab_trace_init(&zio->io_alloc_list);
838
839         if (vd != NULL)
840                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_VDEV;
841         else if (flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD)
842                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_GANG;
843         else if (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD)
844                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_DDT;
845         else
846                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_LOGICAL;
847
848         if (bp != NULL) {
849                 zio->io_bp = (blkptr_t *)bp;
850                 zio->io_bp_copy = *bp;
851                 zio->io_bp_orig = *bp;
852                 if (type != ZIO_TYPE_WRITE ||
853                     zio->io_child_type == ZIO_CHILD_DDT)
854                         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;  /* so caller can free */
855                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
856                         zio->io_logical = zio;
857                 if (zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG && BP_IS_GANG(bp))
858                         pipeline |= ZIO_GANG_STAGES;
859         }
860
861         zio->io_spa = spa;
862         zio->io_txg = txg;
863         zio->io_done = done;
864         zio->io_private = private;
865         zio->io_type = type;
866         zio->io_priority = priority;
867         zio->io_vd = vd;
868         zio->io_offset = offset;
869         zio->io_orig_abd = zio->io_abd = data;
870         zio->io_orig_size = zio->io_size = psize;
871         zio->io_lsize = lsize;
872         zio->io_orig_flags = zio->io_flags = flags;
873         zio->io_orig_stage = zio->io_stage = stage;
874         zio->io_orig_pipeline = zio->io_pipeline = pipeline;
875         zio->io_pipeline_trace = ZIO_STAGE_OPEN;
876
877         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = (stage >= ZIO_STAGE_READY);
878         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = (stage >= ZIO_STAGE_DONE);
879
880         if (zb != NULL)
881                 zio->io_bookmark = *zb;
882
883         if (pio != NULL) {
884                 zio->io_metaslab_class = pio->io_metaslab_class;
885                 if (zio->io_logical == NULL)
886                         zio->io_logical = pio->io_logical;
887                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG)
888                         zio->io_gang_leader = pio->io_gang_leader;
889                 zio_add_child(pio, zio);
890         }
891
892         taskq_init_ent(&zio->io_tqent);
893
894         return (zio);
895 }
896
897 void
898 zio_destroy(zio_t *zio)
899 {
900         metaslab_trace_fini(&zio->io_alloc_list);
901         list_destroy(&zio->io_parent_list);
902         list_destroy(&zio->io_child_list);
903         mutex_destroy(&zio->io_lock);
904         cv_destroy(&zio->io_cv);
905         kmem_cache_free(zio_cache, zio);
906 }
907
908 zio_t *
909 zio_null(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, zio_done_func_t *done,
910     void *private, zio_flag_t flags)
911 {
912         zio_t *zio;
913
914         zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, 0, done, private,
915             ZIO_TYPE_NULL, ZIO_PRIORITY_NOW, flags, vd, 0, NULL,
916             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_INTERLOCK_PIPELINE);
917
918         return (zio);
919 }
920
921 zio_t *
922 zio_root(spa_t *spa, zio_done_func_t *done, void *private, zio_flag_t flags)
923 {
924         return (zio_null(NULL, spa, NULL, done, private, flags));
925 }
926
927 static int
928 zfs_blkptr_verify_log(spa_t *spa, const blkptr_t *bp,
929     enum blk_verify_flag blk_verify, const char *fmt, ...)
930 {
931         va_list adx;
932         char buf[256];
933
934         va_start(adx, fmt);
935         (void) vsnprintf(buf, sizeof (buf), fmt, adx);
936         va_end(adx);
937
938         zfs_dbgmsg("bad blkptr at %px: "
939             "DVA[0]=%#llx/%#llx "
940             "DVA[1]=%#llx/%#llx "
941             "DVA[2]=%#llx/%#llx "
942             "prop=%#llx "
943             "pad=%#llx,%#llx "
944             "phys_birth=%#llx "
945             "birth=%#llx "
946             "fill=%#llx "
947             "cksum=%#llx/%#llx/%#llx/%#llx",
948             bp,
949             (long long)bp->blk_dva[0].dva_word[0],
950             (long long)bp->blk_dva[0].dva_word[1],
951             (long long)bp->blk_dva[1].dva_word[0],
952             (long long)bp->blk_dva[1].dva_word[1],
953             (long long)bp->blk_dva[2].dva_word[0],
954             (long long)bp->blk_dva[2].dva_word[1],
955             (long long)bp->blk_prop,
956             (long long)bp->blk_pad[0],
957             (long long)bp->blk_pad[1],
958             (long long)bp->blk_phys_birth,
959             (long long)bp->blk_birth,
960             (long long)bp->blk_fill,
961             (long long)bp->blk_cksum.zc_word[0],
962             (long long)bp->blk_cksum.zc_word[1],
963             (long long)bp->blk_cksum.zc_word[2],
964             (long long)bp->blk_cksum.zc_word[3]);
965         switch (blk_verify) {
966         case BLK_VERIFY_HALT:
967                 zfs_panic_recover("%s: %s", spa_name(spa), buf);
968                 break;
969         case BLK_VERIFY_LOG:
970                 zfs_dbgmsg("%s: %s", spa_name(spa), buf);
971                 break;
972         case BLK_VERIFY_ONLY:
973                 break;
974         }
975
976         return (1);
977 }
978
979 /*
980  * Verify the block pointer fields contain reasonable values.  This means
981  * it only contains known object types, checksum/compression identifiers,
982  * block sizes within the maximum allowed limits, valid DVAs, etc.
983  *
984  * If everything checks out B_TRUE is returned.  The zfs_blkptr_verify
985  * argument controls the behavior when an invalid field is detected.
986  *
987  * Values for blk_verify_flag:
988  *   BLK_VERIFY_ONLY: evaluate the block
989  *   BLK_VERIFY_LOG: evaluate the block and log problems
990  *   BLK_VERIFY_HALT: call zfs_panic_recover on error
991  *
992  * Values for blk_config_flag:
993  *   BLK_CONFIG_HELD: caller holds SCL_VDEV for writer
994  *   BLK_CONFIG_NEEDED: caller holds no config lock, SCL_VDEV will be
995  *   obtained for reader
996  *   BLK_CONFIG_SKIP: skip checks which require SCL_VDEV, for better
997  *   performance
998  */
999 boolean_t
1000 zfs_blkptr_verify(spa_t *spa, const blkptr_t *bp,
1001     enum blk_config_flag blk_config, enum blk_verify_flag blk_verify)
1002 {
1003         int errors = 0;
1004
1005         if (!DMU_OT_IS_VALID(BP_GET_TYPE(bp))) {
1006                 errors += zfs_blkptr_verify_log(spa, bp, blk_verify,
1007                     "blkptr at %px has invalid TYPE %llu",
1008                     bp, (longlong_t)BP_GET_TYPE(bp));
1009         }
1010         if (BP_GET_CHECKSUM(bp) >= ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS) {
1011                 errors += zfs_blkptr_verify_log(spa, bp, blk_verify,
1012                     "blkptr at %px has invalid CHECKSUM %llu",
1013                     bp, (longlong_t)BP_GET_CHECKSUM(bp));
1014         }
1015         if (BP_GET_COMPRESS(bp) >= ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS) {
1016                 errors += zfs_blkptr_verify_log(spa, bp, blk_verify,
1017                     "blkptr at %px has invalid COMPRESS %llu",
1018                     bp, (longlong_t)BP_GET_COMPRESS(bp));
1019         }
1020         if (BP_GET_LSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
1021                 errors += zfs_blkptr_verify_log(spa, bp, blk_verify,
1022                     "blkptr at %px has invalid LSIZE %llu",
1023                     bp, (longlong_t)BP_GET_LSIZE(bp));
1024         }
1025         if (BP_GET_PSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
1026                 errors += zfs_blkptr_verify_log(spa, bp, blk_verify,
1027                     "blkptr at %px has invalid PSIZE %llu",
1028                     bp, (longlong_t)BP_GET_PSIZE(bp));
1029         }
1030
1031         if (BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
1032                 if (BPE_GET_ETYPE(bp) >= NUM_BP_EMBEDDED_TYPES) {
1033                         errors += zfs_blkptr_verify_log(spa, bp, blk_verify,
1034                             "blkptr at %px has invalid ETYPE %llu",
1035                             bp, (longlong_t)BPE_GET_ETYPE(bp));
1036                 }
1037         }
1038
1039         /*
1040          * Do not verify individual DVAs if the config is not trusted. This
1041          * will be done once the zio is executed in vdev_mirror_map_alloc.
1042          */
1043         if (!spa->spa_trust_config)
1044                 return (errors == 0);
1045
1046         switch (blk_config) {
1047         case BLK_CONFIG_HELD:
1048                 ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_WRITER));
1049                 break;
1050         case BLK_CONFIG_NEEDED:
1051                 spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, bp, RW_READER);
1052                 break;
1053         case BLK_CONFIG_SKIP:
1054                 return (errors == 0);
1055         default:
1056                 panic("invalid blk_config %u", blk_config);
1057         }
1058
1059         /*
1060          * Pool-specific checks.
1061          *
1062          * Note: it would be nice to verify that the blk_birth and
1063          * BP_PHYSICAL_BIRTH() are not too large.  However, spa_freeze()
1064          * allows the birth time of log blocks (and dmu_sync()-ed blocks
1065          * that are in the log) to be arbitrarily large.
1066          */
1067         for (int i = 0; i < BP_GET_NDVAS(bp); i++) {
1068                 const dva_t *dva = &bp->blk_dva[i];
1069                 uint64_t vdevid = DVA_GET_VDEV(dva);
1070
1071                 if (vdevid >= spa->spa_root_vdev->vdev_children) {
1072                         errors += zfs_blkptr_verify_log(spa, bp, blk_verify,
1073                             "blkptr at %px DVA %u has invalid VDEV %llu",
1074                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
1075                         continue;
1076                 }
1077                 vdev_t *vd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[vdevid];
1078                 if (vd == NULL) {
1079                         errors += zfs_blkptr_verify_log(spa, bp, blk_verify,
1080                             "blkptr at %px DVA %u has invalid VDEV %llu",
1081                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
1082                         continue;
1083                 }
1084                 if (vd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
1085                         errors += zfs_blkptr_verify_log(spa, bp, blk_verify,
1086                             "blkptr at %px DVA %u has hole VDEV %llu",
1087                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
1088                         continue;
1089                 }
1090                 if (vd->vdev_ops == &vdev_missing_ops) {
1091                         /*
1092                          * "missing" vdevs are valid during import, but we
1093                          * don't have their detailed info (e.g. asize), so
1094                          * we can't perform any more checks on them.
1095                          */
1096                         continue;
1097                 }
1098                 uint64_t offset = DVA_GET_OFFSET(dva);
1099                 uint64_t asize = DVA_GET_ASIZE(dva);
1100                 if (DVA_GET_GANG(dva))
1101                         asize = vdev_gang_header_asize(vd);
1102                 if (offset + asize > vd->vdev_asize) {
1103                         errors += zfs_blkptr_verify_log(spa, bp, blk_verify,
1104                             "blkptr at %px DVA %u has invalid OFFSET %llu",
1105                             bp, i, (longlong_t)offset);
1106                 }
1107         }
1108         if (blk_config == BLK_CONFIG_NEEDED)
1109                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, bp);
1110
1111         return (errors == 0);
1112 }
1113
1114 boolean_t
1115 zfs_dva_valid(spa_t *spa, const dva_t *dva, const blkptr_t *bp)
1116 {
1117         (void) bp;
1118         uint64_t vdevid = DVA_GET_VDEV(dva);
1119
1120         if (vdevid >= spa->spa_root_vdev->vdev_children)
1121                 return (B_FALSE);
1122
1123         vdev_t *vd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[vdevid];
1124         if (vd == NULL)
1125                 return (B_FALSE);
1126
1127         if (vd->vdev_ops == &vdev_hole_ops)
1128                 return (B_FALSE);
1129
1130         if (vd->vdev_ops == &vdev_missing_ops) {
1131                 return (B_FALSE);
1132         }
1133
1134         uint64_t offset = DVA_GET_OFFSET(dva);
1135         uint64_t asize = DVA_GET_ASIZE(dva);
1136
1137         if (DVA_GET_GANG(dva))
1138                 asize = vdev_gang_header_asize(vd);
1139         if (offset + asize > vd->vdev_asize)
1140                 return (B_FALSE);
1141
1142         return (B_TRUE);
1143 }
1144
1145 zio_t *
1146 zio_read(zio_t *pio, spa_t *spa, const blkptr_t *bp,
1147     abd_t *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
1148     zio_priority_t priority, zio_flag_t flags, const zbookmark_phys_t *zb)
1149 {
1150         zio_t *zio;
1151
1152         zio = zio_create(pio, spa, BP_PHYSICAL_BIRTH(bp), bp,
1153             data, size, size, done, private,
1154             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, NULL, 0, zb,
1155             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
1156             ZIO_DDT_CHILD_READ_PIPELINE : ZIO_READ_PIPELINE);
1157
1158         return (zio);
1159 }
1160
1161 zio_t *
1162 zio_write(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp,
1163     abd_t *data, uint64_t lsize, uint64_t psize, const zio_prop_t *zp,
1164     zio_done_func_t *ready, zio_done_func_t *children_ready,
1165     zio_done_func_t *physdone, zio_done_func_t *done,
1166     void *private, zio_priority_t priority, zio_flag_t flags,
1167     const zbookmark_phys_t *zb)
1168 {
1169         zio_t *zio;
1170
1171         ASSERT(zp->zp_checksum >= ZIO_CHECKSUM_OFF &&
1172             zp->zp_checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS &&
1173             zp->zp_compress >= ZIO_COMPRESS_OFF &&
1174             zp->zp_compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS &&
1175             DMU_OT_IS_VALID(zp->zp_type) &&
1176             zp->zp_level < 32 &&
1177             zp->zp_copies > 0 &&
1178             zp->zp_copies <= spa_max_replication(spa));
1179
1180         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, lsize, psize, done, private,
1181             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
1182             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
1183             ZIO_DDT_CHILD_WRITE_PIPELINE : ZIO_WRITE_PIPELINE);
1184
1185         zio->io_ready = ready;
1186         zio->io_children_ready = children_ready;
1187         zio->io_physdone = physdone;
1188         zio->io_prop = *zp;
1189
1190         /*
1191          * Data can be NULL if we are going to call zio_write_override() to
1192          * provide the already-allocated BP.  But we may need the data to
1193          * verify a dedup hit (if requested).  In this case, don't try to
1194          * dedup (just take the already-allocated BP verbatim). Encrypted
1195          * dedup blocks need data as well so we also disable dedup in this
1196          * case.
1197          */
1198         if (data == NULL &&
1199             (zio->io_prop.zp_dedup_verify || zio->io_prop.zp_encrypt)) {
1200                 zio->io_prop.zp_dedup = zio->io_prop.zp_dedup_verify = B_FALSE;
1201         }
1202
1203         return (zio);
1204 }
1205
1206 zio_t *
1207 zio_rewrite(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp, abd_t *data,
1208     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
1209     zio_priority_t priority, zio_flag_t flags, zbookmark_phys_t *zb)
1210 {
1211         zio_t *zio;
1212
1213         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, size, done, private,
1214             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags | ZIO_FLAG_IO_REWRITE, NULL, 0, zb,
1215             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_REWRITE_PIPELINE);
1216
1217         return (zio);
1218 }
1219
1220 void
1221 zio_write_override(zio_t *zio, blkptr_t *bp, int copies, boolean_t nopwrite,
1222     boolean_t brtwrite)
1223 {
1224         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
1225         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1226         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1227         ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(zio->io_spa));
1228         ASSERT(!brtwrite || !nopwrite);
1229
1230         /*
1231          * We must reset the io_prop to match the values that existed
1232          * when the bp was first written by dmu_sync() keeping in mind
1233          * that nopwrite and dedup are mutually exclusive.
1234          */
1235         zio->io_prop.zp_dedup = nopwrite ? B_FALSE : zio->io_prop.zp_dedup;
1236         zio->io_prop.zp_nopwrite = nopwrite;
1237         zio->io_prop.zp_brtwrite = brtwrite;
1238         zio->io_prop.zp_copies = copies;
1239         zio->io_bp_override = bp;
1240 }
1241
1242 void
1243 zio_free(spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp)
1244 {
1245
1246         (void) zfs_blkptr_verify(spa, bp, BLK_CONFIG_NEEDED, BLK_VERIFY_HALT);
1247
1248         /*
1249          * The check for EMBEDDED is a performance optimization.  We
1250          * process the free here (by ignoring it) rather than
1251          * putting it on the list and then processing it in zio_free_sync().
1252          */
1253         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
1254                 return;
1255
1256         /*
1257          * Frees that are for the currently-syncing txg, are not going to be
1258          * deferred, and which will not need to do a read (i.e. not GANG or
1259          * DEDUP), can be processed immediately.  Otherwise, put them on the
1260          * in-memory list for later processing.
1261          *
1262          * Note that we only defer frees after zfs_sync_pass_deferred_free
1263          * when the log space map feature is disabled. [see relevant comment
1264          * in spa_sync_iterate_to_convergence()]
1265          */
1266         if (BP_IS_GANG(bp) ||
1267             BP_GET_DEDUP(bp) ||
1268             txg != spa->spa_syncing_txg ||
1269             (spa_sync_pass(spa) >= zfs_sync_pass_deferred_free &&
1270             !spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_LOG_SPACEMAP)) ||
1271             brt_maybe_exists(spa, bp)) {
1272                 metaslab_check_free(spa, bp);
1273                 bplist_append(&spa->spa_free_bplist[txg & TXG_MASK], bp);
1274         } else {
1275                 VERIFY3P(zio_free_sync(NULL, spa, txg, bp, 0), ==, NULL);
1276         }
1277 }
1278
1279 /*
1280  * To improve performance, this function may return NULL if we were able
1281  * to do the free immediately.  This avoids the cost of creating a zio
1282  * (and linking it to the parent, etc).
1283  */
1284 zio_t *
1285 zio_free_sync(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
1286     zio_flag_t flags)
1287 {
1288         ASSERT(!BP_IS_HOLE(bp));
1289         ASSERT(spa_syncing_txg(spa) == txg);
1290
1291         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
1292                 return (NULL);
1293
1294         metaslab_check_free(spa, bp);
1295         arc_freed(spa, bp);
1296         dsl_scan_freed(spa, bp);
1297
1298         if (BP_IS_GANG(bp) ||
1299             BP_GET_DEDUP(bp) ||
1300             brt_maybe_exists(spa, bp)) {
1301                 /*
1302                  * GANG, DEDUP and BRT blocks can induce a read (for the gang
1303                  * block header, the DDT or the BRT), so issue them
1304                  * asynchronously so that this thread is not tied up.
1305                  */
1306                 enum zio_stage stage =
1307                     ZIO_FREE_PIPELINE | ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC;
1308
1309                 return (zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
1310                     BP_GET_PSIZE(bp), NULL, NULL,
1311                     ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_NOW,
1312                     flags, NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, stage));
1313         } else {
1314                 metaslab_free(spa, bp, txg, B_FALSE);
1315                 return (NULL);
1316         }
1317 }
1318
1319 zio_t *
1320 zio_claim(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
1321     zio_done_func_t *done, void *private, zio_flag_t flags)
1322 {
1323         zio_t *zio;
1324
1325         (void) zfs_blkptr_verify(spa, bp, (flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER) ?
1326             BLK_CONFIG_HELD : BLK_CONFIG_NEEDED, BLK_VERIFY_HALT);
1327
1328         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
1329                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
1330
1331         /*
1332          * A claim is an allocation of a specific block.  Claims are needed
1333          * to support immediate writes in the intent log.  The issue is that
1334          * immediate writes contain committed data, but in a txg that was
1335          * *not* committed.  Upon opening the pool after an unclean shutdown,
1336          * the intent log claims all blocks that contain immediate write data
1337          * so that the SPA knows they're in use.
1338          *
1339          * All claims *must* be resolved in the first txg -- before the SPA
1340          * starts allocating blocks -- so that nothing is allocated twice.
1341          * If txg == 0 we just verify that the block is claimable.
1342          */
1343         ASSERT3U(spa->spa_uberblock.ub_rootbp.blk_birth, <,
1344             spa_min_claim_txg(spa));
1345         ASSERT(txg == spa_min_claim_txg(spa) || txg == 0);
1346         ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp) || !spa_writeable(spa));       /* zdb(8) */
1347
1348         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
1349             BP_GET_PSIZE(bp), done, private, ZIO_TYPE_CLAIM, ZIO_PRIORITY_NOW,
1350             flags, NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_CLAIM_PIPELINE);
1351         ASSERT0(zio->io_queued_timestamp);
1352
1353         return (zio);
1354 }
1355
1356 zio_t *
1357 zio_ioctl(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, int cmd,
1358     zio_done_func_t *done, void *private, zio_flag_t flags)
1359 {
1360         zio_t *zio;
1361         int c;
1362
1363         if (vd->vdev_children == 0) {
1364                 zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, 0, done, private,
1365                     ZIO_TYPE_IOCTL, ZIO_PRIORITY_NOW, flags, vd, 0, NULL,
1366                     ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_IOCTL_PIPELINE);
1367
1368                 zio->io_cmd = cmd;
1369         } else {
1370                 zio = zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, flags);
1371
1372                 for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
1373                         zio_nowait(zio_ioctl(zio, spa, vd->vdev_child[c], cmd,
1374                             done, private, flags));
1375         }
1376
1377         return (zio);
1378 }
1379
1380 zio_t *
1381 zio_trim(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
1382     zio_done_func_t *done, void *private, zio_priority_t priority,
1383     zio_flag_t flags, enum trim_flag trim_flags)
1384 {
1385         zio_t *zio;
1386
1387         ASSERT0(vd->vdev_children);
1388         ASSERT0(P2PHASE(offset, 1ULL << vd->vdev_ashift));
1389         ASSERT0(P2PHASE(size, 1ULL << vd->vdev_ashift));
1390         ASSERT3U(size, !=, 0);
1391
1392         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, NULL, size, size, done,
1393             private, ZIO_TYPE_TRIM, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL,
1394             vd, offset, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_TRIM_PIPELINE);
1395         zio->io_trim_flags = trim_flags;
1396
1397         return (zio);
1398 }
1399
1400 zio_t *
1401 zio_read_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
1402     abd_t *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
1403     zio_priority_t priority, zio_flag_t flags, boolean_t labels)
1404 {
1405         zio_t *zio;
1406
1407         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
1408         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
1409             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
1410         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
1411
1412         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, size, done,
1413             private, ZIO_TYPE_READ, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd,
1414             offset, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_READ_PHYS_PIPELINE);
1415
1416         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
1417
1418         return (zio);
1419 }
1420
1421 zio_t *
1422 zio_write_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
1423     abd_t *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
1424     zio_priority_t priority, zio_flag_t flags, boolean_t labels)
1425 {
1426         zio_t *zio;
1427
1428         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
1429         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
1430             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
1431         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
1432
1433         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, size, done,
1434             private, ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd,
1435             offset, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_WRITE_PHYS_PIPELINE);
1436
1437         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
1438
1439         if (zio_checksum_table[checksum].ci_flags & ZCHECKSUM_FLAG_EMBEDDED) {
1440                 /*
1441                  * zec checksums are necessarily destructive -- they modify
1442                  * the end of the write buffer to hold the verifier/checksum.
1443                  * Therefore, we must make a local copy in case the data is
1444                  * being written to multiple places in parallel.
1445                  */
1446                 abd_t *wbuf = abd_alloc_sametype(data, size);
1447                 abd_copy(wbuf, data, size);
1448
1449                 zio_push_transform(zio, wbuf, size, size, NULL);
1450         }
1451
1452         return (zio);
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Create a child I/O to do some work for us.
1457  */
1458 zio_t *
1459 zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
1460     abd_t *data, uint64_t size, int type, zio_priority_t priority,
1461     zio_flag_t flags, zio_done_func_t *done, void *private)
1462 {
1463         enum zio_stage pipeline = ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE;
1464         zio_t *zio;
1465
1466         /*
1467          * vdev child I/Os do not propagate their error to the parent.
1468          * Therefore, for correct operation the caller *must* check for
1469          * and handle the error in the child i/o's done callback.
1470          * The only exceptions are i/os that we don't care about
1471          * (OPTIONAL or REPAIR).
1472          */
1473         ASSERT((flags & ZIO_FLAG_OPTIONAL) || (flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) ||
1474             done != NULL);
1475
1476         if (type == ZIO_TYPE_READ && bp != NULL) {
1477                 /*
1478                  * If we have the bp, then the child should perform the
1479                  * checksum and the parent need not.  This pushes error
1480                  * detection as close to the leaves as possible and
1481                  * eliminates redundant checksums in the interior nodes.
1482                  */
1483                 pipeline |= ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1484                 pio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1485         }
1486
1487         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
1488                 ASSERT0(vd->vdev_children);
1489                 offset += VDEV_LABEL_START_SIZE;
1490         }
1491
1492         flags |= ZIO_VDEV_CHILD_FLAGS(pio);
1493
1494         /*
1495          * If we've decided to do a repair, the write is not speculative --
1496          * even if the original read was.
1497          */
1498         if (flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)
1499                 flags &= ~ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
1500
1501         /*
1502          * If we're creating a child I/O that is not associated with a
1503          * top-level vdev, then the child zio is not an allocating I/O.
1504          * If this is a retried I/O then we ignore it since we will
1505          * have already processed the original allocating I/O.
1506          */
1507         if (flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING &&
1508             (vd != vd->vdev_top || (flags & ZIO_FLAG_IO_RETRY))) {
1509                 ASSERT(pio->io_metaslab_class != NULL);
1510                 ASSERT(pio->io_metaslab_class->mc_alloc_throttle_enabled);
1511                 ASSERT(type == ZIO_TYPE_WRITE);
1512                 ASSERT(priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
1513                 ASSERT(!(flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR));
1514                 ASSERT(!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE) ||
1515                     pio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG);
1516
1517                 flags &= ~ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING;
1518         }
1519
1520
1521         zio = zio_create(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp, data, size, size,
1522             done, private, type, priority, flags, vd, offset, &pio->io_bookmark,
1523             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, pipeline);
1524         ASSERT3U(zio->io_child_type, ==, ZIO_CHILD_VDEV);
1525
1526         zio->io_physdone = pio->io_physdone;
1527         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && zio->io_logical != NULL)
1528                 zio->io_logical->io_phys_children++;
1529
1530         return (zio);
1531 }
1532
1533 zio_t *
1534 zio_vdev_delegated_io(vdev_t *vd, uint64_t offset, abd_t *data, uint64_t size,
1535     zio_type_t type, zio_priority_t priority, zio_flag_t flags,
1536     zio_done_func_t *done, void *private)
1537 {
1538         zio_t *zio;
1539
1540         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1541
1542         zio = zio_create(NULL, vd->vdev_spa, 0, NULL,
1543             data, size, size, done, private, type, priority,
1544             flags | ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_DELEGATED,
1545             vd, offset, NULL,
1546             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE);
1547
1548         return (zio);
1549 }
1550
1551 void
1552 zio_flush(zio_t *zio, vdev_t *vd)
1553 {
1554         zio_nowait(zio_ioctl(zio, zio->io_spa, vd, DKIOCFLUSHWRITECACHE,
1555             NULL, NULL,
1556             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY));
1557 }
1558
1559 void
1560 zio_shrink(zio_t *zio, uint64_t size)
1561 {
1562         ASSERT3P(zio->io_executor, ==, NULL);
1563         ASSERT3U(zio->io_orig_size, ==, zio->io_size);
1564         ASSERT3U(size, <=, zio->io_size);
1565
1566         /*
1567          * We don't shrink for raidz because of problems with the
1568          * reconstruction when reading back less than the block size.
1569          * Note, BP_IS_RAIDZ() assumes no compression.
1570          */
1571         ASSERT(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp) == ZIO_COMPRESS_OFF);
1572         if (!BP_IS_RAIDZ(zio->io_bp)) {
1573                 /* we are not doing a raw write */
1574                 ASSERT3U(zio->io_size, ==, zio->io_lsize);
1575                 zio->io_orig_size = zio->io_size = zio->io_lsize = size;
1576         }
1577 }
1578
1579 /*
1580  * ==========================================================================
1581  * Prepare to read and write logical blocks
1582  * ==========================================================================
1583  */
1584
1585 static zio_t *
1586 zio_read_bp_init(zio_t *zio)
1587 {
1588         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1589         uint64_t psize =
1590             BP_IS_EMBEDDED(bp) ? BPE_GET_PSIZE(bp) : BP_GET_PSIZE(bp);
1591
1592         ASSERT3P(zio->io_bp, ==, &zio->io_bp_copy);
1593
1594         if (BP_GET_COMPRESS(bp) != ZIO_COMPRESS_OFF &&
1595             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1596             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW_COMPRESS)) {
1597                 zio_push_transform(zio, abd_alloc_sametype(zio->io_abd, psize),
1598                     psize, psize, zio_decompress);
1599         }
1600
1601         if (((BP_IS_PROTECTED(bp) && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW_ENCRYPT)) ||
1602             BP_HAS_INDIRECT_MAC_CKSUM(bp)) &&
1603             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL) {
1604                 zio_push_transform(zio, abd_alloc_sametype(zio->io_abd, psize),
1605                     psize, psize, zio_decrypt);
1606         }
1607
1608         if (BP_IS_EMBEDDED(bp) && BPE_GET_ETYPE(bp) == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1609                 int psize = BPE_GET_PSIZE(bp);
1610                 void *data = abd_borrow_buf(zio->io_abd, psize);
1611
1612                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1613                 decode_embedded_bp_compressed(bp, data);
1614                 abd_return_buf_copy(zio->io_abd, data, psize);
1615         } else {
1616                 ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
1617                 ASSERT3P(zio->io_bp, ==, &zio->io_bp_copy);
1618         }
1619
1620         if (BP_GET_DEDUP(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
1621                 zio->io_pipeline = ZIO_DDT_READ_PIPELINE;
1622
1623         return (zio);
1624 }
1625
1626 static zio_t *
1627 zio_write_bp_init(zio_t *zio)
1628 {
1629         if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
1630                 return (zio);
1631
1632         ASSERT(zio->io_child_type != ZIO_CHILD_DDT);
1633
1634         if (zio->io_bp_override) {
1635                 blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1636                 zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
1637
1638                 ASSERT(bp->blk_birth != zio->io_txg);
1639
1640                 *bp = *zio->io_bp_override;
1641                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1642
1643                 if (zp->zp_brtwrite)
1644                         return (zio);
1645
1646                 ASSERT(!BP_GET_DEDUP(zio->io_bp_override));
1647
1648                 if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
1649                         return (zio);
1650
1651                 /*
1652                  * If we've been overridden and nopwrite is set then
1653                  * set the flag accordingly to indicate that a nopwrite
1654                  * has already occurred.
1655                  */
1656                 if (!BP_IS_HOLE(bp) && zp->zp_nopwrite) {
1657                         ASSERT(!zp->zp_dedup);
1658                         ASSERT3U(BP_GET_CHECKSUM(bp), ==, zp->zp_checksum);
1659                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
1660                         return (zio);
1661                 }
1662
1663                 ASSERT(!zp->zp_nopwrite);
1664
1665                 if (BP_IS_HOLE(bp) || !zp->zp_dedup)
1666                         return (zio);
1667
1668                 ASSERT((zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_flags &
1669                     ZCHECKSUM_FLAG_DEDUP) || zp->zp_dedup_verify);
1670
1671                 if (BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum &&
1672                     !zp->zp_encrypt) {
1673                         BP_SET_DEDUP(bp, 1);
1674                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_DDT_WRITE;
1675                         return (zio);
1676                 }
1677
1678                 /*
1679                  * We were unable to handle this as an override bp, treat
1680                  * it as a regular write I/O.
1681                  */
1682                 zio->io_bp_override = NULL;
1683                 *bp = zio->io_bp_orig;
1684                 zio->io_pipeline = zio->io_orig_pipeline;
1685         }
1686
1687         return (zio);
1688 }
1689
1690 static zio_t *
1691 zio_write_compress(zio_t *zio)
1692 {
1693         spa_t *spa = zio->io_spa;
1694         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
1695         enum zio_compress compress = zp->zp_compress;
1696         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1697         uint64_t lsize = zio->io_lsize;
1698         uint64_t psize = zio->io_size;
1699         uint32_t pass = 1;
1700
1701         /*
1702          * If our children haven't all reached the ready stage,
1703          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
1704          */
1705         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL_BIT |
1706             ZIO_CHILD_GANG_BIT, ZIO_WAIT_READY)) {
1707                 return (NULL);
1708         }
1709
1710         if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
1711                 return (zio);
1712
1713         if (zio->io_children_ready != NULL) {
1714                 /*
1715                  * Now that all our children are ready, run the callback
1716                  * associated with this zio in case it wants to modify the
1717                  * data to be written.
1718                  */
1719                 ASSERT3U(zp->zp_level, >, 0);
1720                 zio->io_children_ready(zio);
1721         }
1722
1723         ASSERT(zio->io_child_type != ZIO_CHILD_DDT);
1724         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
1725
1726         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg) {
1727                 /*
1728                  * We're rewriting an existing block, which means we're
1729                  * working on behalf of spa_sync().  For spa_sync() to
1730                  * converge, it must eventually be the case that we don't
1731                  * have to allocate new blocks.  But compression changes
1732                  * the blocksize, which forces a reallocate, and makes
1733                  * convergence take longer.  Therefore, after the first
1734                  * few passes, stop compressing to ensure convergence.
1735                  */
1736                 pass = spa_sync_pass(spa);
1737
1738                 ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(spa));
1739                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1740                 ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp));
1741
1742                 if (pass >= zfs_sync_pass_dont_compress)
1743                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1744
1745                 /* Make sure someone doesn't change their mind on overwrites */
1746                 ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp) || MIN(zp->zp_copies + BP_IS_GANG(bp),
1747                     spa_max_replication(spa)) == BP_GET_NDVAS(bp));
1748         }
1749
1750         /* If it's a compressed write that is not raw, compress the buffer. */
1751         if (compress != ZIO_COMPRESS_OFF &&
1752             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW_COMPRESS)) {
1753                 void *cbuf = NULL;
1754                 psize = zio_compress_data(compress, zio->io_abd, &cbuf, lsize,
1755                     zp->zp_complevel);
1756                 if (psize == 0) {
1757                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1758                 } else if (psize >= lsize) {
1759                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1760                         if (cbuf != NULL)
1761                                 zio_buf_free(cbuf, lsize);
1762                 } else if (!zp->zp_dedup && !zp->zp_encrypt &&
1763                     psize <= BPE_PAYLOAD_SIZE &&
1764                     zp->zp_level == 0 && !DMU_OT_HAS_FILL(zp->zp_type) &&
1765                     spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA)) {
1766                         encode_embedded_bp_compressed(bp,
1767                             cbuf, compress, lsize, psize);
1768                         BPE_SET_ETYPE(bp, BP_EMBEDDED_TYPE_DATA);
1769                         BP_SET_TYPE(bp, zio->io_prop.zp_type);
1770                         BP_SET_LEVEL(bp, zio->io_prop.zp_level);
1771                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1772                         bp->blk_birth = zio->io_txg;
1773                         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1774                         ASSERT(spa_feature_is_active(spa,
1775                             SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1776                         return (zio);
1777                 } else {
1778                         /*
1779                          * Round compressed size up to the minimum allocation
1780                          * size of the smallest-ashift device, and zero the
1781                          * tail. This ensures that the compressed size of the
1782                          * BP (and thus compressratio property) are correct,
1783                          * in that we charge for the padding used to fill out
1784                          * the last sector.
1785                          */
1786                         ASSERT3U(spa->spa_min_alloc, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
1787                         size_t rounded = (size_t)roundup(psize,
1788                             spa->spa_min_alloc);
1789                         if (rounded >= lsize) {
1790                                 compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1791                                 zio_buf_free(cbuf, lsize);
1792                                 psize = lsize;
1793                         } else {
1794                                 abd_t *cdata = abd_get_from_buf(cbuf, lsize);
1795                                 abd_take_ownership_of_buf(cdata, B_TRUE);
1796                                 abd_zero_off(cdata, psize, rounded - psize);
1797                                 psize = rounded;
1798                                 zio_push_transform(zio, cdata,
1799                                     psize, lsize, NULL);
1800                         }
1801                 }
1802
1803                 /*
1804                  * We were unable to handle this as an override bp, treat
1805                  * it as a regular write I/O.
1806                  */
1807                 zio->io_bp_override = NULL;
1808                 *bp = zio->io_bp_orig;
1809                 zio->io_pipeline = zio->io_orig_pipeline;
1810
1811         } else if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW_ENCRYPT) != 0 &&
1812             zp->zp_type == DMU_OT_DNODE) {
1813                 /*
1814                  * The DMU actually relies on the zio layer's compression
1815                  * to free metadnode blocks that have had all contained
1816                  * dnodes freed. As a result, even when doing a raw
1817                  * receive, we must check whether the block can be compressed
1818                  * to a hole.
1819                  */
1820                 psize = zio_compress_data(ZIO_COMPRESS_EMPTY,
1821                     zio->io_abd, NULL, lsize, zp->zp_complevel);
1822                 if (psize == 0 || psize >= lsize)
1823                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1824         } else if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW_COMPRESS &&
1825             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW_ENCRYPT)) {
1826                 /*
1827                  * If we are raw receiving an encrypted dataset we should not
1828                  * take this codepath because it will change the on-disk block
1829                  * and decryption will fail.
1830                  */
1831                 size_t rounded = MIN((size_t)roundup(psize,
1832                     spa->spa_min_alloc), lsize);
1833
1834                 if (rounded != psize) {
1835                         abd_t *cdata = abd_alloc_linear(rounded, B_TRUE);
1836                         abd_zero_off(cdata, psize, rounded - psize);
1837                         abd_copy_off(cdata, zio->io_abd, 0, 0, psize);
1838                         psize = rounded;
1839                         zio_push_transform(zio, cdata,
1840                             psize, rounded, NULL);
1841                 }
1842         } else {
1843                 ASSERT3U(psize, !=, 0);
1844         }
1845
1846         /*
1847          * The final pass of spa_sync() must be all rewrites, but the first
1848          * few passes offer a trade-off: allocating blocks defers convergence,
1849          * but newly allocated blocks are sequential, so they can be written
1850          * to disk faster.  Therefore, we allow the first few passes of
1851          * spa_sync() to allocate new blocks, but force rewrites after that.
1852          * There should only be a handful of blocks after pass 1 in any case.
1853          */
1854         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg &&
1855             BP_GET_PSIZE(bp) == psize &&
1856             pass >= zfs_sync_pass_rewrite) {
1857                 VERIFY3U(psize, !=, 0);
1858                 enum zio_stage gang_stages = zio->io_pipeline & ZIO_GANG_STAGES;
1859
1860                 zio->io_pipeline = ZIO_REWRITE_PIPELINE | gang_stages;
1861                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_REWRITE;
1862         } else {
1863                 BP_ZERO(bp);
1864                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
1865         }
1866
1867         if (psize == 0) {
1868                 if (zio->io_bp_orig.blk_birth != 0 &&
1869                     spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_HOLE_BIRTH)) {
1870                         BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1871                         BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1872                         BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1873                         BP_SET_BIRTH(bp, zio->io_txg, 0);
1874                 }
1875                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1876         } else {
1877                 ASSERT(zp->zp_checksum != ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER);
1878                 BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1879                 BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1880                 BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1881                 BP_SET_PSIZE(bp, psize);
1882                 BP_SET_COMPRESS(bp, compress);
1883                 BP_SET_CHECKSUM(bp, zp->zp_checksum);
1884                 BP_SET_DEDUP(bp, zp->zp_dedup);
1885                 BP_SET_BYTEORDER(bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
1886                 if (zp->zp_dedup) {
1887                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1888                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1889                         ASSERT(!zp->zp_encrypt ||
1890                             DMU_OT_IS_ENCRYPTED(zp->zp_type));
1891                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_WRITE_PIPELINE;
1892                 }
1893                 if (zp->zp_nopwrite) {
1894                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1895                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1896                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_NOP_WRITE;
1897                 }
1898         }
1899         return (zio);
1900 }
1901
1902 static zio_t *
1903 zio_free_bp_init(zio_t *zio)
1904 {
1905         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1906
1907         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL) {
1908                 if (BP_GET_DEDUP(bp))
1909                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_FREE_PIPELINE;
1910         }
1911
1912         ASSERT3P(zio->io_bp, ==, &zio->io_bp_copy);
1913
1914         return (zio);
1915 }
1916
1917 /*
1918  * ==========================================================================
1919  * Execute the I/O pipeline
1920  * ==========================================================================
1921  */
1922
1923 static void
1924 zio_taskq_dispatch(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q, boolean_t cutinline)
1925 {
1926         spa_t *spa = zio->io_spa;
1927         zio_type_t t = zio->io_type;
1928         int flags = (cutinline ? TQ_FRONT : 0);
1929
1930         /*
1931          * If we're a config writer or a probe, the normal issue and
1932          * interrupt threads may all be blocked waiting for the config lock.
1933          * In this case, select the otherwise-unused taskq for ZIO_TYPE_NULL.
1934          */
1935         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_PROBE))
1936                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1937
1938         /*
1939          * A similar issue exists for the L2ARC write thread until L2ARC 2.0.
1940          */
1941         if (t == ZIO_TYPE_WRITE && zio->io_vd && zio->io_vd->vdev_aux)
1942                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1943
1944         /*
1945          * If this is a high priority I/O, then use the high priority taskq if
1946          * available.
1947          */
1948         if ((zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW ||
1949             zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE) &&
1950             spa->spa_zio_taskq[t][q + 1].stqs_count != 0)
1951                 q++;
1952
1953         ASSERT3U(q, <, ZIO_TASKQ_TYPES);
1954
1955         /*
1956          * NB: We are assuming that the zio can only be dispatched
1957          * to a single taskq at a time.  It would be a grievous error
1958          * to dispatch the zio to another taskq at the same time.
1959          */
1960         ASSERT(taskq_empty_ent(&zio->io_tqent));
1961         spa_taskq_dispatch_ent(spa, t, q, zio_execute, zio, flags,
1962             &zio->io_tqent);
1963 }
1964
1965 static boolean_t
1966 zio_taskq_member(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q)
1967 {
1968         spa_t *spa = zio->io_spa;
1969
1970         taskq_t *tq = taskq_of_curthread();
1971
1972         for (zio_type_t t = 0; t < ZIO_TYPES; t++) {
1973                 spa_taskqs_t *tqs = &spa->spa_zio_taskq[t][q];
1974                 uint_t i;
1975                 for (i = 0; i < tqs->stqs_count; i++) {
1976                         if (tqs->stqs_taskq[i] == tq)
1977                                 return (B_TRUE);
1978                 }
1979         }
1980
1981         return (B_FALSE);
1982 }
1983
1984 static zio_t *
1985 zio_issue_async(zio_t *zio)
1986 {
1987         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1988
1989         return (NULL);
1990 }
1991
1992 void
1993 zio_interrupt(void *zio)
1994 {
1995         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT, B_FALSE);
1996 }
1997
1998 void
1999 zio_delay_interrupt(zio_t *zio)
2000 {
2001         /*
2002          * The timeout_generic() function isn't defined in userspace, so
2003          * rather than trying to implement the function, the zio delay
2004          * functionality has been disabled for userspace builds.
2005          */
2006
2007 #ifdef _KERNEL
2008         /*
2009          * If io_target_timestamp is zero, then no delay has been registered
2010          * for this IO, thus jump to the end of this function and "skip" the
2011          * delay; issuing it directly to the zio layer.
2012          */
2013         if (zio->io_target_timestamp != 0) {
2014                 hrtime_t now = gethrtime();
2015
2016                 if (now >= zio->io_target_timestamp) {
2017                         /*
2018                          * This IO has already taken longer than the target
2019                          * delay to complete, so we don't want to delay it
2020                          * any longer; we "miss" the delay and issue it
2021                          * directly to the zio layer. This is likely due to
2022                          * the target latency being set to a value less than
2023                          * the underlying hardware can satisfy (e.g. delay
2024                          * set to 1ms, but the disks take 10ms to complete an
2025                          * IO request).
2026                          */
2027
2028                         DTRACE_PROBE2(zio__delay__miss, zio_t *, zio,
2029                             hrtime_t, now);
2030
2031                         zio_interrupt(zio);
2032                 } else {
2033                         taskqid_t tid;
2034                         hrtime_t diff = zio->io_target_timestamp - now;
2035                         clock_t expire_at_tick = ddi_get_lbolt() +
2036                             NSEC_TO_TICK(diff);
2037
2038                         DTRACE_PROBE3(zio__delay__hit, zio_t *, zio,
2039                             hrtime_t, now, hrtime_t, diff);
2040
2041                         if (NSEC_TO_TICK(diff) == 0) {
2042                                 /* Our delay is less than a jiffy - just spin */
2043                                 zfs_sleep_until(zio->io_target_timestamp);
2044                                 zio_interrupt(zio);
2045                         } else {
2046                                 /*
2047                                  * Use taskq_dispatch_delay() in the place of
2048                                  * OpenZFS's timeout_generic().
2049                                  */
2050                                 tid = taskq_dispatch_delay(system_taskq,
2051                                     zio_interrupt, zio, TQ_NOSLEEP,
2052                                     expire_at_tick);
2053                                 if (tid == TASKQID_INVALID) {
2054                                         /*
2055                                          * Couldn't allocate a task.  Just
2056                                          * finish the zio without a delay.
2057                                          */
2058                                         zio_interrupt(zio);
2059                                 }
2060                         }
2061                 }
2062                 return;
2063         }
2064 #endif
2065         DTRACE_PROBE1(zio__delay__skip, zio_t *, zio);
2066         zio_interrupt(zio);
2067 }
2068
2069 static void
2070 zio_deadman_impl(zio_t *pio, int ziodepth)
2071 {
2072         zio_t *cio, *cio_next;
2073         zio_link_t *zl = NULL;
2074         vdev_t *vd = pio->io_vd;
2075
2076         if (zio_deadman_log_all || (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf)) {
2077                 vdev_queue_t *vq = vd ? &vd->vdev_queue : NULL;
2078                 zbookmark_phys_t *zb = &pio->io_bookmark;
2079                 uint64_t delta = gethrtime() - pio->io_timestamp;
2080                 uint64_t failmode = spa_get_deadman_failmode(pio->io_spa);
2081
2082                 zfs_dbgmsg("slow zio[%d]: zio=%px timestamp=%llu "
2083                     "delta=%llu queued=%llu io=%llu "
2084                     "path=%s "
2085                     "last=%llu type=%d "
2086                     "priority=%d flags=0x%llx stage=0x%x "
2087                     "pipeline=0x%x pipeline-trace=0x%x "
2088                     "objset=%llu object=%llu "
2089                     "level=%llu blkid=%llu "
2090                     "offset=%llu size=%llu "
2091                     "error=%d",
2092                     ziodepth, pio, pio->io_timestamp,
2093                     (u_longlong_t)delta, pio->io_delta, pio->io_delay,
2094                     vd ? vd->vdev_path : "NULL",
2095                     vq ? vq->vq_io_complete_ts : 0, pio->io_type,
2096                     pio->io_priority, (u_longlong_t)pio->io_flags,
2097                     pio->io_stage, pio->io_pipeline, pio->io_pipeline_trace,
2098                     (u_longlong_t)zb->zb_objset, (u_longlong_t)zb->zb_object,
2099                     (u_longlong_t)zb->zb_level, (u_longlong_t)zb->zb_blkid,
2100                     (u_longlong_t)pio->io_offset, (u_longlong_t)pio->io_size,
2101                     pio->io_error);
2102                 (void) zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DEADMAN,
2103                     pio->io_spa, vd, zb, pio, 0);
2104
2105                 if (failmode == ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE &&
2106                     taskq_empty_ent(&pio->io_tqent)) {
2107                         zio_interrupt(pio);
2108                 }
2109         }
2110
2111         mutex_enter(&pio->io_lock);
2112         for (cio = zio_walk_children(pio, &zl); cio != NULL; cio = cio_next) {
2113                 cio_next = zio_walk_children(pio, &zl);
2114                 zio_deadman_impl(cio, ziodepth + 1);
2115         }
2116         mutex_exit(&pio->io_lock);
2117 }
2118
2119 /*
2120  * Log the critical information describing this zio and all of its children
2121  * using the zfs_dbgmsg() interface then post deadman event for the ZED.
2122  */
2123 void
2124 zio_deadman(zio_t *pio, const char *tag)
2125 {
2126         spa_t *spa = pio->io_spa;
2127         char *name = spa_name(spa);
2128
2129         if (!zfs_deadman_enabled || spa_suspended(spa))
2130                 return;
2131
2132         zio_deadman_impl(pio, 0);
2133
2134         switch (spa_get_deadman_failmode(spa)) {
2135         case ZIO_FAILURE_MODE_WAIT:
2136                 zfs_dbgmsg("%s waiting for hung I/O to pool '%s'", tag, name);
2137                 break;
2138
2139         case ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE:
2140                 zfs_dbgmsg("%s restarting hung I/O for pool '%s'", tag, name);
2141                 break;
2142
2143         case ZIO_FAILURE_MODE_PANIC:
2144                 fm_panic("%s determined I/O to pool '%s' is hung.", tag, name);
2145                 break;
2146         }
2147 }
2148
2149 /*
2150  * Execute the I/O pipeline until one of the following occurs:
2151  * (1) the I/O completes; (2) the pipeline stalls waiting for
2152  * dependent child I/Os; (3) the I/O issues, so we're waiting
2153  * for an I/O completion interrupt; (4) the I/O is delegated by
2154  * vdev-level caching or aggregation; (5) the I/O is deferred
2155  * due to vdev-level queueing; (6) the I/O is handed off to
2156  * another thread.  In all cases, the pipeline stops whenever
2157  * there's no CPU work; it never burns a thread in cv_wait_io().
2158  *
2159  * There's no locking on io_stage because there's no legitimate way
2160  * for multiple threads to be attempting to process the same I/O.
2161  */
2162 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[];
2163
2164 /*
2165  * zio_execute() is a wrapper around the static function
2166  * __zio_execute() so that we can force  __zio_execute() to be
2167  * inlined.  This reduces stack overhead which is important
2168  * because __zio_execute() is called recursively in several zio
2169  * code paths.  zio_execute() itself cannot be inlined because
2170  * it is externally visible.
2171  */
2172 void
2173 zio_execute(void *zio)
2174 {
2175         fstrans_cookie_t cookie;
2176
2177         cookie = spl_fstrans_mark();
2178         __zio_execute(zio);
2179         spl_fstrans_unmark(cookie);
2180 }
2181
2182 /*
2183  * Used to determine if in the current context the stack is sized large
2184  * enough to allow zio_execute() to be called recursively.  A minimum
2185  * stack size of 16K is required to avoid needing to re-dispatch the zio.
2186  */
2187 static boolean_t
2188 zio_execute_stack_check(zio_t *zio)
2189 {
2190 #if !defined(HAVE_LARGE_STACKS)
2191         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(zio->io_spa);
2192
2193         /* Executing in txg_sync_thread() context. */
2194         if (dp && curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread)
2195                 return (B_TRUE);
2196
2197         /* Pool initialization outside of zio_taskq context. */
2198         if (dp && spa_is_initializing(dp->dp_spa) &&
2199             !zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE) &&
2200             !zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE_HIGH))
2201                 return (B_TRUE);
2202 #else
2203         (void) zio;
2204 #endif /* HAVE_LARGE_STACKS */
2205
2206         return (B_FALSE);
2207 }
2208
2209 __attribute__((always_inline))
2210 static inline void
2211 __zio_execute(zio_t *zio)
2212 {
2213         ASSERT3U(zio->io_queued_timestamp, >, 0);
2214
2215         while (zio->io_stage < ZIO_STAGE_DONE) {
2216                 enum zio_stage pipeline = zio->io_pipeline;
2217                 enum zio_stage stage = zio->io_stage;
2218
2219                 zio->io_executor = curthread;
2220
2221                 ASSERT(!MUTEX_HELD(&zio->io_lock));
2222                 ASSERT(ISP2(stage));
2223                 ASSERT(zio->io_stall == NULL);
2224
2225                 do {
2226                         stage <<= 1;
2227                 } while ((stage & pipeline) == 0);
2228
2229                 ASSERT(stage <= ZIO_STAGE_DONE);
2230
2231                 /*
2232                  * If we are in interrupt context and this pipeline stage
2233                  * will grab a config lock that is held across I/O,
2234                  * or may wait for an I/O that needs an interrupt thread
2235                  * to complete, issue async to avoid deadlock.
2236                  *
2237                  * For VDEV_IO_START, we cut in line so that the io will
2238                  * be sent to disk promptly.
2239                  */
2240                 if ((stage & ZIO_BLOCKING_STAGES) && zio->io_vd == NULL &&
2241                     zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT)) {
2242                         boolean_t cut = (stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START) ?
2243                             zio_requeue_io_start_cut_in_line : B_FALSE;
2244                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
2245                         return;
2246                 }
2247
2248                 /*
2249                  * If the current context doesn't have large enough stacks
2250                  * the zio must be issued asynchronously to prevent overflow.
2251                  */
2252                 if (zio_execute_stack_check(zio)) {
2253                         boolean_t cut = (stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START) ?
2254                             zio_requeue_io_start_cut_in_line : B_FALSE;
2255                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
2256                         return;
2257                 }
2258
2259                 zio->io_stage = stage;
2260                 zio->io_pipeline_trace |= zio->io_stage;
2261
2262                 /*
2263                  * The zio pipeline stage returns the next zio to execute
2264                  * (typically the same as this one), or NULL if we should
2265                  * stop.
2266                  */
2267                 zio = zio_pipeline[highbit64(stage) - 1](zio);
2268
2269                 if (zio == NULL)
2270                         return;
2271         }
2272 }
2273
2274
2275 /*
2276  * ==========================================================================
2277  * Initiate I/O, either sync or async
2278  * ==========================================================================
2279  */
2280 int
2281 zio_wait(zio_t *zio)
2282 {
2283         /*
2284          * Some routines, like zio_free_sync(), may return a NULL zio
2285          * to avoid the performance overhead of creating and then destroying
2286          * an unneeded zio.  For the callers' simplicity, we accept a NULL
2287          * zio and ignore it.
2288          */
2289         if (zio == NULL)
2290                 return (0);
2291
2292         long timeout = MSEC_TO_TICK(zfs_deadman_ziotime_ms);
2293         int error;
2294
2295         ASSERT3S(zio->io_stage, ==, ZIO_STAGE_OPEN);
2296         ASSERT3P(zio->io_executor, ==, NULL);
2297
2298         zio->io_waiter = curthread;
2299         ASSERT0(zio->io_queued_timestamp);
2300         zio->io_queued_timestamp = gethrtime();
2301
2302         __zio_execute(zio);
2303
2304         mutex_enter(&zio->io_lock);
2305         while (zio->io_executor != NULL) {
2306                 error = cv_timedwait_io(&zio->io_cv, &zio->io_lock,
2307                     ddi_get_lbolt() + timeout);
2308
2309                 if (zfs_deadman_enabled && error == -1 &&
2310                     gethrtime() - zio->io_queued_timestamp >
2311                     spa_deadman_ziotime(zio->io_spa)) {
2312                         mutex_exit(&zio->io_lock);
2313                         timeout = MSEC_TO_TICK(zfs_deadman_checktime_ms);
2314                         zio_deadman(zio, FTAG);
2315                         mutex_enter(&zio->io_lock);
2316                 }
2317         }
2318         mutex_exit(&zio->io_lock);
2319
2320         error = zio->io_error;
2321         zio_destroy(zio);
2322
2323         return (error);
2324 }
2325
2326 void
2327 zio_nowait(zio_t *zio)
2328 {
2329         /*
2330          * See comment in zio_wait().
2331          */
2332         if (zio == NULL)
2333                 return;
2334
2335         ASSERT3P(zio->io_executor, ==, NULL);
2336
2337         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
2338             list_is_empty(&zio->io_parent_list)) {
2339                 zio_t *pio;
2340
2341                 /*
2342                  * This is a logical async I/O with no parent to wait for it.
2343                  * We add it to the spa_async_root_zio "Godfather" I/O which
2344                  * will ensure they complete prior to unloading the pool.
2345                  */
2346                 spa_t *spa = zio->io_spa;
2347                 pio = spa->spa_async_zio_root[CPU_SEQID_UNSTABLE];
2348
2349                 zio_add_child(pio, zio);
2350         }
2351
2352         ASSERT0(zio->io_queued_timestamp);
2353         zio->io_queued_timestamp = gethrtime();
2354         __zio_execute(zio);
2355 }
2356
2357 /*
2358  * ==========================================================================
2359  * Reexecute, cancel, or suspend/resume failed I/O
2360  * ==========================================================================
2361  */
2362
2363 static void
2364 zio_reexecute(void *arg)
2365 {
2366         zio_t *pio = arg;
2367         zio_t *cio, *cio_next;
2368
2369         ASSERT(pio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2370         ASSERT(pio->io_orig_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
2371         ASSERT(pio->io_gang_leader == NULL);
2372         ASSERT(pio->io_gang_tree == NULL);
2373
2374         pio->io_flags = pio->io_orig_flags;
2375         pio->io_stage = pio->io_orig_stage;
2376         pio->io_pipeline = pio->io_orig_pipeline;
2377         pio->io_reexecute = 0;
2378         pio->io_flags |= ZIO_FLAG_REEXECUTED;
2379         pio->io_pipeline_trace = 0;
2380         pio->io_error = 0;
2381         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
2382                 pio->io_state[w] = 0;
2383         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
2384                 pio->io_child_error[c] = 0;
2385
2386         if (IO_IS_ALLOCATING(pio))
2387                 BP_ZERO(pio->io_bp);
2388
2389         /*
2390          * As we reexecute pio's children, new children could be created.
2391          * New children go to the head of pio's io_child_list, however,
2392          * so we will (correctly) not reexecute them.  The key is that
2393          * the remainder of pio's io_child_list, from 'cio_next' onward,
2394          * cannot be affected by any side effects of reexecuting 'cio'.
2395          */
2396         zio_link_t *zl = NULL;
2397         mutex_enter(&pio->io_lock);
2398         for (cio = zio_walk_children(pio, &zl); cio != NULL; cio = cio_next) {
2399                 cio_next = zio_walk_children(pio, &zl);
2400                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
2401                         pio->io_children[cio->io_child_type][w]++;
2402                 mutex_exit(&pio->io_lock);
2403                 zio_reexecute(cio);
2404                 mutex_enter(&pio->io_lock);
2405         }
2406         mutex_exit(&pio->io_lock);
2407
2408         /*
2409          * Now that all children have been reexecuted, execute the parent.
2410          * We don't reexecute "The Godfather" I/O here as it's the
2411          * responsibility of the caller to wait on it.
2412          */
2413         if (!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER)) {
2414                 pio->io_queued_timestamp = gethrtime();
2415                 __zio_execute(pio);
2416         }
2417 }
2418
2419 void
2420 zio_suspend(spa_t *spa, zio_t *zio, zio_suspend_reason_t reason)
2421 {
2422         if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_PANIC)
2423                 fm_panic("Pool '%s' has encountered an uncorrectable I/O "
2424                     "failure and the failure mode property for this pool "
2425                     "is set to panic.", spa_name(spa));
2426
2427         cmn_err(CE_WARN, "Pool '%s' has encountered an uncorrectable I/O "
2428             "failure and has been suspended.\n", spa_name(spa));
2429
2430         (void) zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO_FAILURE, spa, NULL,
2431             NULL, NULL, 0);
2432
2433         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
2434
2435         if (spa->spa_suspend_zio_root == NULL)
2436                 spa->spa_suspend_zio_root = zio_root(spa, NULL, NULL,
2437                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE |
2438                     ZIO_FLAG_GODFATHER);
2439
2440         spa->spa_suspended = reason;
2441
2442         if (zio != NULL) {
2443                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
2444                 ASSERT(zio != spa->spa_suspend_zio_root);
2445                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2446                 ASSERT(zio_unique_parent(zio) == NULL);
2447                 ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DONE);
2448                 zio_add_child(spa->spa_suspend_zio_root, zio);
2449         }
2450
2451         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
2452 }
2453
2454 int
2455 zio_resume(spa_t *spa)
2456 {
2457         zio_t *pio;
2458
2459         /*
2460          * Reexecute all previously suspended i/o.
2461          */
2462         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
2463         spa->spa_suspended = ZIO_SUSPEND_NONE;
2464         cv_broadcast(&spa->spa_suspend_cv);
2465         pio = spa->spa_suspend_zio_root;
2466         spa->spa_suspend_zio_root = NULL;
2467         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
2468
2469         if (pio == NULL)
2470                 return (0);
2471
2472         zio_reexecute(pio);
2473         return (zio_wait(pio));
2474 }
2475
2476 void
2477 zio_resume_wait(spa_t *spa)
2478 {
2479         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
2480         while (spa_suspended(spa))
2481                 cv_wait(&spa->spa_suspend_cv, &spa->spa_suspend_lock);
2482         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
2483 }
2484
2485 /*
2486  * ==========================================================================
2487  * Gang blocks.
2488  *
2489  * A gang block is a collection of small blocks that looks to the DMU
2490  * like one large block.  When zio_dva_allocate() cannot find a block
2491  * of the requested size, due to either severe fragmentation or the pool
2492  * being nearly full, it calls zio_write_gang_block() to construct the
2493  * block from smaller fragments.
2494  *
2495  * A gang block consists of a gang header (zio_gbh_phys_t) and up to
2496  * three (SPA_GBH_NBLKPTRS) gang members.  The gang header is just like
2497  * an indirect block: it's an array of block pointers.  It consumes
2498  * only one sector and hence is allocatable regardless of fragmentation.
2499  * The gang header's bps point to its gang members, which hold the data.
2500  *
2501  * Gang blocks are self-checksumming, using the bp's <vdev, offset, txg>
2502  * as the verifier to ensure uniqueness of the SHA256 checksum.
2503  * Critically, the gang block bp's blk_cksum is the checksum of the data,
2504  * not the gang header.  This ensures that data block signatures (needed for
2505  * deduplication) are independent of how the block is physically stored.
2506  *
2507  * Gang blocks can be nested: a gang member may itself be a gang block.
2508  * Thus every gang block is a tree in which root and all interior nodes are
2509  * gang headers, and the leaves are normal blocks that contain user data.
2510  * The root of the gang tree is called the gang leader.
2511  *
2512  * To perform any operation (read, rewrite, free, claim) on a gang block,
2513  * zio_gang_assemble() first assembles the gang tree (minus data leaves)
2514  * in the io_gang_tree field of the original logical i/o by recursively
2515  * reading the gang leader and all gang headers below it.  This yields
2516  * an in-core tree containing the contents of every gang header and the
2517  * bps for every constituent of the gang block.
2518  *
2519  * With the gang tree now assembled, zio_gang_issue() just walks the gang tree
2520  * and invokes a callback on each bp.  To free a gang block, zio_gang_issue()
2521  * calls zio_free_gang() -- a trivial wrapper around zio_free() -- for each bp.
2522  * zio_claim_gang() provides a similarly trivial wrapper for zio_claim().
2523  * zio_read_gang() is a wrapper around zio_read() that omits reading gang
2524  * headers, since we already have those in io_gang_tree.  zio_rewrite_gang()
2525  * performs a zio_rewrite() of the data or, for gang headers, a zio_rewrite()
2526  * of the gang header plus zio_checksum_compute() of the data to update the
2527  * gang header's blk_cksum as described above.
2528  *
2529  * The two-phase assemble/issue model solves the problem of partial failure --
2530  * what if you'd freed part of a gang block but then couldn't read the
2531  * gang header for another part?  Assembling the entire gang tree first
2532  * ensures that all the necessary gang header I/O has succeeded before
2533  * starting the actual work of free, claim, or write.  Once the gang tree
2534  * is assembled, free and claim are in-memory operations that cannot fail.
2535  *
2536  * In the event that a gang write fails, zio_dva_unallocate() walks the
2537  * gang tree to immediately free (i.e. insert back into the space map)
2538  * everything we've allocated.  This ensures that we don't get ENOSPC
2539  * errors during repeated suspend/resume cycles due to a flaky device.
2540  *
2541  * Gang rewrites only happen during sync-to-convergence.  If we can't assemble
2542  * the gang tree, we won't modify the block, so we can safely defer the free
2543  * (knowing that the block is still intact).  If we *can* assemble the gang
2544  * tree, then even if some of the rewrites fail, zio_dva_unallocate() will free
2545  * each constituent bp and we can allocate a new block on the next sync pass.
2546  *
2547  * In all cases, the gang tree allows complete recovery from partial failure.
2548  * ==========================================================================
2549  */
2550
2551 static void
2552 zio_gang_issue_func_done(zio_t *zio)
2553 {
2554         abd_free(zio->io_abd);
2555 }
2556
2557 static zio_t *
2558 zio_read_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, abd_t *data,
2559     uint64_t offset)
2560 {
2561         if (gn != NULL)
2562                 return (pio);
2563
2564         return (zio_read(pio, pio->io_spa, bp, abd_get_offset(data, offset),
2565             BP_GET_PSIZE(bp), zio_gang_issue_func_done,
2566             NULL, pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
2567             &pio->io_bookmark));
2568 }
2569
2570 static zio_t *
2571 zio_rewrite_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, abd_t *data,
2572     uint64_t offset)
2573 {
2574         zio_t *zio;
2575
2576         if (gn != NULL) {
2577                 abd_t *gbh_abd =
2578                     abd_get_from_buf(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
2579                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
2580                     gbh_abd, SPA_GANGBLOCKSIZE, zio_gang_issue_func_done, NULL,
2581                     pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
2582                     &pio->io_bookmark);
2583                 /*
2584                  * As we rewrite each gang header, the pipeline will compute
2585                  * a new gang block header checksum for it; but no one will
2586                  * compute a new data checksum, so we do that here.  The one
2587                  * exception is the gang leader: the pipeline already computed
2588                  * its data checksum because that stage precedes gang assembly.
2589                  * (Presently, nothing actually uses interior data checksums;
2590                  * this is just good hygiene.)
2591                  */
2592                 if (gn != pio->io_gang_leader->io_gang_tree) {
2593                         abd_t *buf = abd_get_offset(data, offset);
2594
2595                         zio_checksum_compute(zio, BP_GET_CHECKSUM(bp),
2596                             buf, BP_GET_PSIZE(bp));
2597
2598                         abd_free(buf);
2599                 }
2600                 /*
2601                  * If we are here to damage data for testing purposes,
2602                  * leave the GBH alone so that we can detect the damage.
2603                  */
2604                 if (pio->io_gang_leader->io_flags & ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE)
2605                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
2606         } else {
2607                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
2608                     abd_get_offset(data, offset), BP_GET_PSIZE(bp),
2609                     zio_gang_issue_func_done, NULL, pio->io_priority,
2610                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
2611         }
2612
2613         return (zio);
2614 }
2615
2616 static zio_t *
2617 zio_free_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, abd_t *data,
2618     uint64_t offset)
2619 {
2620         (void) gn, (void) data, (void) offset;
2621
2622         zio_t *zio = zio_free_sync(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
2623             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio));
2624         if (zio == NULL) {
2625                 zio = zio_null(pio, pio->io_spa,
2626                     NULL, NULL, NULL, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio));
2627         }
2628         return (zio);
2629 }
2630
2631 static zio_t *
2632 zio_claim_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, abd_t *data,
2633     uint64_t offset)
2634 {
2635         (void) gn, (void) data, (void) offset;
2636         return (zio_claim(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
2637             NULL, NULL, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
2638 }
2639
2640 static zio_gang_issue_func_t *zio_gang_issue_func[ZIO_TYPES] = {
2641         NULL,
2642         zio_read_gang,
2643         zio_rewrite_gang,
2644         zio_free_gang,
2645         zio_claim_gang,
2646         NULL
2647 };
2648
2649 static void zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio);
2650
2651 static zio_gang_node_t *
2652 zio_gang_node_alloc(zio_gang_node_t **gnpp)
2653 {
2654         zio_gang_node_t *gn;
2655
2656         ASSERT(*gnpp == NULL);
2657
2658         gn = kmem_zalloc(sizeof (*gn), KM_SLEEP);
2659         gn->gn_gbh = zio_buf_alloc(SPA_GANGBLOCKSIZE);
2660         *gnpp = gn;
2661
2662         return (gn);
2663 }
2664
2665 static void
2666 zio_gang_node_free(zio_gang_node_t **gnpp)
2667 {
2668         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
2669
2670         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
2671                 ASSERT(gn->gn_child[g] == NULL);
2672
2673         zio_buf_free(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
2674         kmem_free(gn, sizeof (*gn));
2675         *gnpp = NULL;
2676 }
2677
2678 static void
2679 zio_gang_tree_free(zio_gang_node_t **gnpp)
2680 {
2681         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
2682
2683         if (gn == NULL)
2684                 return;
2685
2686         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
2687                 zio_gang_tree_free(&gn->gn_child[g]);
2688
2689         zio_gang_node_free(gnpp);
2690 }
2691
2692 static void
2693 zio_gang_tree_assemble(zio_t *gio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t **gnpp)
2694 {
2695         zio_gang_node_t *gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
2696         abd_t *gbh_abd = abd_get_from_buf(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
2697
2698         ASSERT(gio->io_gang_leader == gio);
2699         ASSERT(BP_IS_GANG(bp));
2700
2701         zio_nowait(zio_read(gio, gio->io_spa, bp, gbh_abd, SPA_GANGBLOCKSIZE,
2702             zio_gang_tree_assemble_done, gn, gio->io_priority,
2703             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(gio), &gio->io_bookmark));
2704 }
2705
2706 static void
2707 zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio)
2708 {
2709         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
2710         zio_gang_node_t *gn = zio->io_private;
2711         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2712
2713         ASSERT(gio == zio_unique_parent(zio));
2714         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
2715
2716         if (zio->io_error)
2717                 return;
2718
2719         /* this ABD was created from a linear buf in zio_gang_tree_assemble */
2720         if (BP_SHOULD_BYTESWAP(bp))
2721                 byteswap_uint64_array(abd_to_buf(zio->io_abd), zio->io_size);
2722
2723         ASSERT3P(abd_to_buf(zio->io_abd), ==, gn->gn_gbh);
2724         ASSERT(zio->io_size == SPA_GANGBLOCKSIZE);
2725         ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
2726
2727         abd_free(zio->io_abd);
2728
2729         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
2730                 blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
2731                 if (!BP_IS_GANG(gbp))
2732                         continue;
2733                 zio_gang_tree_assemble(gio, gbp, &gn->gn_child[g]);
2734         }
2735 }
2736
2737 static void
2738 zio_gang_tree_issue(zio_t *pio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp, abd_t *data,
2739     uint64_t offset)
2740 {
2741         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
2742         zio_t *zio;
2743
2744         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) == !!gn);
2745         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == BP_GET_CHECKSUM(gio->io_bp));
2746         ASSERT(BP_GET_LSIZE(bp) == BP_GET_PSIZE(bp) || gn == gio->io_gang_tree);
2747
2748         /*
2749          * If you're a gang header, your data is in gn->gn_gbh.
2750          * If you're a gang member, your data is in 'data' and gn == NULL.
2751          */
2752         zio = zio_gang_issue_func[gio->io_type](pio, bp, gn, data, offset);
2753
2754         if (gn != NULL) {
2755                 ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
2756
2757                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
2758                         blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
2759                         if (BP_IS_HOLE(gbp))
2760                                 continue;
2761                         zio_gang_tree_issue(zio, gn->gn_child[g], gbp, data,
2762                             offset);
2763                         offset += BP_GET_PSIZE(gbp);
2764                 }
2765         }
2766
2767         if (gn == gio->io_gang_tree)
2768                 ASSERT3U(gio->io_size, ==, offset);
2769
2770         if (zio != pio)
2771                 zio_nowait(zio);
2772 }
2773
2774 static zio_t *
2775 zio_gang_assemble(zio_t *zio)
2776 {
2777         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2778
2779         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == NULL);
2780         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2781
2782         zio->io_gang_leader = zio;
2783
2784         zio_gang_tree_assemble(zio, bp, &zio->io_gang_tree);
2785
2786         return (zio);
2787 }
2788
2789 static zio_t *
2790 zio_gang_issue(zio_t *zio)
2791 {
2792         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2793
2794         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG_BIT, ZIO_WAIT_DONE)) {
2795                 return (NULL);
2796         }
2797
2798         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == zio);
2799         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2800
2801         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_GANG] == 0)
2802                 zio_gang_tree_issue(zio, zio->io_gang_tree, bp, zio->io_abd,
2803                     0);
2804         else
2805                 zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
2806
2807         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2808
2809         return (zio);
2810 }
2811
2812 static void
2813 zio_write_gang_member_ready(zio_t *zio)
2814 {
2815         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
2816         dva_t *cdva = zio->io_bp->blk_dva;
2817         dva_t *pdva = pio->io_bp->blk_dva;
2818         uint64_t asize;
2819         zio_t *gio __maybe_unused = zio->io_gang_leader;
2820
2821         if (BP_IS_HOLE(zio->io_bp))
2822                 return;
2823
2824         ASSERT(BP_IS_HOLE(&zio->io_bp_orig));
2825
2826         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG);
2827         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, ==, gio->io_prop.zp_copies);
2828         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
2829         ASSERT3U(pio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
2830         VERIFY3U(BP_GET_NDVAS(zio->io_bp), <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
2831
2832         mutex_enter(&pio->io_lock);
2833         for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(zio->io_bp); d++) {
2834                 ASSERT(DVA_GET_GANG(&pdva[d]));
2835                 asize = DVA_GET_ASIZE(&pdva[d]);
2836                 asize += DVA_GET_ASIZE(&cdva[d]);
2837                 DVA_SET_ASIZE(&pdva[d], asize);
2838         }
2839         mutex_exit(&pio->io_lock);
2840 }
2841
2842 static void
2843 zio_write_gang_done(zio_t *zio)
2844 {
2845         /*
2846          * The io_abd field will be NULL for a zio with no data.  The io_flags
2847          * will initially have the ZIO_FLAG_NODATA bit flag set, but we can't
2848          * check for it here as it is cleared in zio_ready.
2849          */
2850         if (zio->io_abd != NULL)
2851                 abd_free(zio->io_abd);
2852 }
2853
2854 static zio_t *
2855 zio_write_gang_block(zio_t *pio, metaslab_class_t *mc)
2856 {
2857         spa_t *spa = pio->io_spa;
2858         blkptr_t *bp = pio->io_bp;
2859         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
2860         zio_t *zio;
2861         zio_gang_node_t *gn, **gnpp;
2862         zio_gbh_phys_t *gbh;
2863         abd_t *gbh_abd;
2864         uint64_t txg = pio->io_txg;
2865         uint64_t resid = pio->io_size;
2866         uint64_t lsize;
2867         int copies = gio->io_prop.zp_copies;
2868         zio_prop_t zp;
2869         int error;
2870         boolean_t has_data = !(pio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA);
2871
2872         /*
2873          * If one copy was requested, store 2 copies of the GBH, so that we
2874          * can still traverse all the data (e.g. to free or scrub) even if a
2875          * block is damaged.  Note that we can't store 3 copies of the GBH in
2876          * all cases, e.g. with encryption, which uses DVA[2] for the IV+salt.
2877          */
2878         int gbh_copies = copies;
2879         if (gbh_copies == 1) {
2880                 gbh_copies = MIN(2, spa_max_replication(spa));
2881         }
2882
2883         int flags = METASLAB_HINTBP_FAVOR | METASLAB_GANG_HEADER;
2884         if (pio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING) {
2885                 ASSERT(pio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
2886                 ASSERT(has_data);
2887
2888                 flags |= METASLAB_ASYNC_ALLOC;
2889                 VERIFY(zfs_refcount_held(&mc->mc_allocator[pio->io_allocator].
2890                     mca_alloc_slots, pio));
2891
2892                 /*
2893                  * The logical zio has already placed a reservation for
2894                  * 'copies' allocation slots but gang blocks may require
2895                  * additional copies. These additional copies
2896                  * (i.e. gbh_copies - copies) are guaranteed to succeed
2897                  * since metaslab_class_throttle_reserve() always allows
2898                  * additional reservations for gang blocks.
2899                  */
2900                 VERIFY(metaslab_class_throttle_reserve(mc, gbh_copies - copies,
2901                     pio->io_allocator, pio, flags));
2902         }
2903
2904         error = metaslab_alloc(spa, mc, SPA_GANGBLOCKSIZE,
2905             bp, gbh_copies, txg, pio == gio ? NULL : gio->io_bp, flags,
2906             &pio->io_alloc_list, pio, pio->io_allocator);
2907         if (error) {
2908                 if (pio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING) {
2909                         ASSERT(pio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
2910                         ASSERT(has_data);
2911
2912                         /*
2913                          * If we failed to allocate the gang block header then
2914                          * we remove any additional allocation reservations that
2915                          * we placed here. The original reservation will
2916                          * be removed when the logical I/O goes to the ready
2917                          * stage.
2918                          */
2919                         metaslab_class_throttle_unreserve(mc,
2920                             gbh_copies - copies, pio->io_allocator, pio);
2921                 }
2922
2923                 pio->io_error = error;
2924                 return (pio);
2925         }
2926
2927         if (pio == gio) {
2928                 gnpp = &gio->io_gang_tree;
2929         } else {
2930                 gnpp = pio->io_private;
2931                 ASSERT(pio->io_ready == zio_write_gang_member_ready);
2932         }
2933
2934         gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
2935         gbh = gn->gn_gbh;
2936         memset(gbh, 0, SPA_GANGBLOCKSIZE);
2937         gbh_abd = abd_get_from_buf(gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
2938
2939         /*
2940          * Create the gang header.
2941          */
2942         zio = zio_rewrite(pio, spa, txg, bp, gbh_abd, SPA_GANGBLOCKSIZE,
2943             zio_write_gang_done, NULL, pio->io_priority,
2944             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
2945
2946         /*
2947          * Create and nowait the gang children.
2948          */
2949         for (int g = 0; resid != 0; resid -= lsize, g++) {
2950                 lsize = P2ROUNDUP(resid / (SPA_GBH_NBLKPTRS - g),
2951                     SPA_MINBLOCKSIZE);
2952                 ASSERT(lsize >= SPA_MINBLOCKSIZE && lsize <= resid);
2953
2954                 zp.zp_checksum = gio->io_prop.zp_checksum;
2955                 zp.zp_compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
2956                 zp.zp_complevel = gio->io_prop.zp_complevel;
2957                 zp.zp_type = DMU_OT_NONE;
2958                 zp.zp_level = 0;
2959                 zp.zp_copies = gio->io_prop.zp_copies;
2960                 zp.zp_dedup = B_FALSE;
2961                 zp.zp_dedup_verify = B_FALSE;
2962                 zp.zp_nopwrite = B_FALSE;
2963                 zp.zp_encrypt = gio->io_prop.zp_encrypt;
2964                 zp.zp_byteorder = gio->io_prop.zp_byteorder;
2965                 memset(zp.zp_salt, 0, ZIO_DATA_SALT_LEN);
2966                 memset(zp.zp_iv, 0, ZIO_DATA_IV_LEN);
2967                 memset(zp.zp_mac, 0, ZIO_DATA_MAC_LEN);
2968
2969                 zio_t *cio = zio_write(zio, spa, txg, &gbh->zg_blkptr[g],
2970                     has_data ? abd_get_offset(pio->io_abd, pio->io_size -
2971                     resid) : NULL, lsize, lsize, &zp,
2972                     zio_write_gang_member_ready, NULL, NULL,
2973                     zio_write_gang_done, &gn->gn_child[g], pio->io_priority,
2974                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
2975
2976                 if (pio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING) {
2977                         ASSERT(pio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
2978                         ASSERT(has_data);
2979
2980                         /*
2981                          * Gang children won't throttle but we should
2982                          * account for their work, so reserve an allocation
2983                          * slot for them here.
2984                          */
2985                         VERIFY(metaslab_class_throttle_reserve(mc,
2986                             zp.zp_copies, cio->io_allocator, cio, flags));
2987                 }
2988                 zio_nowait(cio);
2989         }
2990
2991         /*
2992          * Set pio's pipeline to just wait for zio to finish.
2993          */
2994         pio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2995
2996         /*
2997          * We didn't allocate this bp, so make sure it doesn't get unmarked.
2998          */
2999         pio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_FASTWRITE;
3000
3001         zio_nowait(zio);
3002
3003         return (pio);
3004 }
3005
3006 /*
3007  * The zio_nop_write stage in the pipeline determines if allocating a
3008  * new bp is necessary.  The nopwrite feature can handle writes in
3009  * either syncing or open context (i.e. zil writes) and as a result is
3010  * mutually exclusive with dedup.
3011  *
3012  * By leveraging a cryptographically secure checksum, such as SHA256, we
3013  * can compare the checksums of the new data and the old to determine if
3014  * allocating a new block is required.  Note that our requirements for
3015  * cryptographic strength are fairly weak: there can't be any accidental
3016  * hash collisions, but we don't need to be secure against intentional
3017  * (malicious) collisions.  To trigger a nopwrite, you have to be able
3018  * to write the file to begin with, and triggering an incorrect (hash
3019  * collision) nopwrite is no worse than simply writing to the file.
3020  * That said, there are no known attacks against the checksum algorithms
3021  * used for nopwrite, assuming that the salt and the checksums
3022  * themselves remain secret.
3023  */
3024 static zio_t *
3025 zio_nop_write(zio_t *zio)
3026 {
3027         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3028         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3029         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
3030
3031         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
3032         ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
3033         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
3034         ASSERT(zp->zp_nopwrite);
3035         ASSERT(!zp->zp_dedup);
3036         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
3037         ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
3038
3039         /*
3040          * Check to see if the original bp and the new bp have matching
3041          * characteristics (i.e. same checksum, compression algorithms, etc).
3042          * If they don't then just continue with the pipeline which will
3043          * allocate a new bp.
3044          */
3045         if (BP_IS_HOLE(bp_orig) ||
3046             !(zio_checksum_table[BP_GET_CHECKSUM(bp)].ci_flags &
3047             ZCHECKSUM_FLAG_NOPWRITE) ||
3048             BP_IS_ENCRYPTED(bp) || BP_IS_ENCRYPTED(bp_orig) ||
3049             BP_GET_CHECKSUM(bp) != BP_GET_CHECKSUM(bp_orig) ||
3050             BP_GET_COMPRESS(bp) != BP_GET_COMPRESS(bp_orig) ||
3051             BP_GET_DEDUP(bp) != BP_GET_DEDUP(bp_orig) ||
3052             zp->zp_copies != BP_GET_NDVAS(bp_orig))
3053                 return (zio);
3054
3055         /*
3056          * If the checksums match then reset the pipeline so that we
3057          * avoid allocating a new bp and issuing any I/O.
3058          */
3059         if (ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, bp_orig->blk_cksum)) {
3060                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_flags &
3061                     ZCHECKSUM_FLAG_NOPWRITE);
3062                 ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(bp), ==, BP_GET_PSIZE(bp_orig));
3063                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(bp), ==, BP_GET_LSIZE(bp_orig));
3064                 ASSERT(zp->zp_compress != ZIO_COMPRESS_OFF);
3065                 ASSERT3U(bp->blk_prop, ==, bp_orig->blk_prop);
3066
3067                 /*
3068                  * If we're overwriting a block that is currently on an
3069                  * indirect vdev, then ignore the nopwrite request and
3070                  * allow a new block to be allocated on a concrete vdev.
3071                  */
3072                 spa_config_enter(zio->io_spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3073                 for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(bp_orig); d++) {
3074                         vdev_t *tvd = vdev_lookup_top(zio->io_spa,
3075                             DVA_GET_VDEV(&bp_orig->blk_dva[d]));
3076                         if (tvd->vdev_ops == &vdev_indirect_ops) {
3077                                 spa_config_exit(zio->io_spa, SCL_VDEV, FTAG);
3078                                 return (zio);
3079                         }
3080                 }
3081                 spa_config_exit(zio->io_spa, SCL_VDEV, FTAG);
3082
3083                 *bp = *bp_orig;
3084                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
3085                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
3086         }
3087
3088         return (zio);
3089 }
3090
3091 /*
3092  * ==========================================================================
3093  * Block Reference Table
3094  * ==========================================================================
3095  */
3096 static zio_t *
3097 zio_brt_free(zio_t *zio)
3098 {
3099         blkptr_t *bp;
3100
3101         bp = zio->io_bp;
3102
3103         if (BP_GET_LEVEL(bp) > 0 ||
3104             BP_IS_METADATA(bp) ||
3105             !brt_maybe_exists(zio->io_spa, bp)) {
3106                 return (zio);
3107         }
3108
3109         if (!brt_entry_decref(zio->io_spa, bp)) {
3110                 /*
3111                  * This isn't the last reference, so we cannot free
3112                  * the data yet.
3113                  */
3114                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
3115         }
3116
3117         return (zio);
3118 }
3119
3120 /*
3121  * ==========================================================================
3122  * Dedup
3123  * ==========================================================================
3124  */
3125 static void
3126 zio_ddt_child_read_done(zio_t *zio)
3127 {
3128         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3129         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
3130         ddt_phys_t *ddp;
3131         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
3132
3133         mutex_enter(&pio->io_lock);
3134         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
3135         if (zio->io_error == 0)
3136                 ddt_phys_clear(ddp);    /* this ddp doesn't need repair */
3137
3138         if (zio->io_error == 0 && dde->dde_repair_abd == NULL)
3139                 dde->dde_repair_abd = zio->io_abd;
3140         else
3141                 abd_free(zio->io_abd);
3142         mutex_exit(&pio->io_lock);
3143 }
3144
3145 static zio_t *
3146 zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
3147 {
3148         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3149
3150         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
3151         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
3152         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3153
3154         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
3155                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
3156                 ddt_entry_t *dde = ddt_repair_start(ddt, bp);
3157                 ddt_phys_t *ddp = dde->dde_phys;
3158                 ddt_phys_t *ddp_self = ddt_phys_select(dde, bp);
3159                 blkptr_t blk;
3160
3161                 ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
3162                 zio->io_vsd = dde;
3163
3164                 if (ddp_self == NULL)
3165                         return (zio);
3166
3167                 for (int p = 0; p < DDT_PHYS_TYPES; p++, ddp++) {
3168                         if (ddp->ddp_phys_birth == 0 || ddp == ddp_self)
3169                                 continue;
3170                         ddt_bp_create(ddt->ddt_checksum, &dde->dde_key, ddp,
3171                             &blk);
3172                         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, &blk,
3173                             abd_alloc_for_io(zio->io_size, B_TRUE),
3174                             zio->io_size, zio_ddt_child_read_done, dde,
3175                             zio->io_priority, ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio) |
3176                             ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE, &zio->io_bookmark));
3177                 }
3178                 return (zio);
3179         }
3180
3181         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, bp,
3182             zio->io_abd, zio->io_size, NULL, NULL, zio->io_priority,
3183             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark));
3184
3185         return (zio);
3186 }
3187
3188 static zio_t *
3189 zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
3190 {
3191         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3192
3193         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT_BIT, ZIO_WAIT_DONE)) {
3194                 return (NULL);
3195         }
3196
3197         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
3198         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
3199         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3200
3201         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
3202                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
3203                 ddt_entry_t *dde = zio->io_vsd;
3204                 if (ddt == NULL) {
3205                         ASSERT(spa_load_state(zio->io_spa) != SPA_LOAD_NONE);
3206                         return (zio);
3207                 }
3208                 if (dde == NULL) {
3209                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_DDT_READ_START >> 1;
3210                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
3211                         return (NULL);
3212                 }
3213                 if (dde->dde_repair_abd != NULL) {
3214                         abd_copy(zio->io_abd, dde->dde_repair_abd,
3215                             zio->io_size);
3216                         zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT] = 0;
3217                 }
3218                 ddt_repair_done(ddt, dde);
3219                 zio->io_vsd = NULL;
3220         }
3221
3222         ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
3223
3224         return (zio);
3225 }
3226
3227 static boolean_t
3228 zio_ddt_collision(zio_t *zio, ddt_t *ddt, ddt_entry_t *dde)
3229 {
3230         spa_t *spa = zio->io_spa;
3231         boolean_t do_raw = !!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW);
3232
3233         ASSERT(!(zio->io_bp_override && do_raw));
3234
3235         /*
3236          * Note: we compare the original data, not the transformed data,
3237          * because when zio->io_bp is an override bp, we will not have
3238          * pushed the I/O transforms.  That's an important optimization
3239          * because otherwise we'd compress/encrypt all dmu_sync() data twice.
3240          * However, we should never get a raw, override zio so in these
3241          * cases we can compare the io_abd directly. This is useful because
3242          * it allows us to do dedup verification even if we don't have access
3243          * to the original data (for instance, if the encryption keys aren't
3244          * loaded).
3245          */
3246
3247         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
3248                 zio_t *lio = dde->dde_lead_zio[p];
3249
3250                 if (lio != NULL && do_raw) {
3251                         return (lio->io_size != zio->io_size ||
3252                             abd_cmp(zio->io_abd, lio->io_abd) != 0);
3253                 } else if (lio != NULL) {
3254                         return (lio->io_orig_size != zio->io_orig_size ||
3255                             abd_cmp(zio->io_orig_abd, lio->io_orig_abd) != 0);
3256                 }
3257         }
3258
3259         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
3260                 ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
3261
3262                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0 && do_raw) {
3263                         blkptr_t blk = *zio->io_bp;
3264                         uint64_t psize;
3265                         abd_t *tmpabd;
3266                         int error;
3267
3268                         ddt_bp_fill(ddp, &blk, ddp->ddp_phys_birth);
3269                         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
3270
3271                         if (psize != zio->io_size)
3272                                 return (B_TRUE);
3273
3274                         ddt_exit(ddt);
3275
3276                         tmpabd = abd_alloc_for_io(psize, B_TRUE);
3277
3278                         error = zio_wait(zio_read(NULL, spa, &blk, tmpabd,
3279                             psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
3280                             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE |
3281                             ZIO_FLAG_RAW, &zio->io_bookmark));
3282
3283                         if (error == 0) {
3284                                 if (abd_cmp(tmpabd, zio->io_abd) != 0)
3285                                         error = SET_ERROR(ENOENT);
3286                         }
3287
3288                         abd_free(tmpabd);
3289                         ddt_enter(ddt);
3290                         return (error != 0);
3291                 } else if (ddp->ddp_phys_birth != 0) {
3292                         arc_buf_t *abuf = NULL;
3293                         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_WAIT;
3294                         blkptr_t blk = *zio->io_bp;
3295                         int error;
3296
3297                         ddt_bp_fill(ddp, &blk, ddp->ddp_phys_birth);
3298
3299                         if (BP_GET_LSIZE(&blk) != zio->io_orig_size)
3300                                 return (B_TRUE);
3301
3302                         ddt_exit(ddt);
3303
3304                         error = arc_read(NULL, spa, &blk,
3305                             arc_getbuf_func, &abuf, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
3306                             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
3307                             &aflags, &zio->io_bookmark);
3308
3309                         if (error == 0) {
3310                                 if (abd_cmp_buf(zio->io_orig_abd, abuf->b_data,
3311                                     zio->io_orig_size) != 0)
3312                                         error = SET_ERROR(ENOENT);
3313                                 arc_buf_destroy(abuf, &abuf);
3314                         }
3315
3316                         ddt_enter(ddt);
3317                         return (error != 0);
3318                 }
3319         }
3320
3321         return (B_FALSE);
3322 }
3323
3324 static void
3325 zio_ddt_child_write_ready(zio_t *zio)
3326 {
3327         int p = zio->io_prop.zp_copies;
3328         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
3329         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
3330         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
3331         zio_t *pio;
3332
3333         if (zio->io_error)
3334                 return;
3335
3336         ddt_enter(ddt);
3337
3338         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
3339
3340         ddt_phys_fill(ddp, zio->io_bp);
3341
3342         zio_link_t *zl = NULL;
3343         while ((pio = zio_walk_parents(zio, &zl)) != NULL)
3344                 ddt_bp_fill(ddp, pio->io_bp, zio->io_txg);
3345
3346         ddt_exit(ddt);
3347 }
3348
3349 static void
3350 zio_ddt_child_write_done(zio_t *zio)
3351 {
3352         int p = zio->io_prop.zp_copies;
3353         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
3354         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
3355         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
3356
3357         ddt_enter(ddt);
3358
3359         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
3360         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
3361         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
3362
3363         if (zio->io_error == 0) {
3364                 zio_link_t *zl = NULL;
3365                 while (zio_walk_parents(zio, &zl) != NULL)
3366                         ddt_phys_addref(ddp);
3367         } else {
3368                 ddt_phys_clear(ddp);
3369         }
3370
3371         ddt_exit(ddt);
3372 }
3373
3374 static zio_t *
3375 zio_ddt_write(zio_t *zio)
3376 {
3377         spa_t *spa = zio->io_spa;
3378         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3379         uint64_t txg = zio->io_txg;
3380         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
3381         int p = zp->zp_copies;
3382         zio_t *cio = NULL;
3383         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
3384         ddt_entry_t *dde;
3385         ddt_phys_t *ddp;
3386
3387         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
3388         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum);
3389         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp) || zio->io_bp_override);
3390         ASSERT(!(zio->io_bp_override && (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW)));
3391
3392         ddt_enter(ddt);
3393         dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
3394         ddp = &dde->dde_phys[p];
3395
3396         if (zp->zp_dedup_verify && zio_ddt_collision(zio, ddt, dde)) {
3397                 /*
3398                  * If we're using a weak checksum, upgrade to a strong checksum
3399                  * and try again.  If we're already using a strong checksum,
3400                  * we can't resolve it, so just convert to an ordinary write.
3401                  * (And automatically e-mail a paper to Nature?)
3402                  */
3403                 if (!(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_flags &
3404                     ZCHECKSUM_FLAG_DEDUP)) {
3405                         zp->zp_checksum = spa_dedup_checksum(spa);
3406                         zio_pop_transforms(zio);
3407                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
3408                         BP_ZERO(bp);
3409                 } else {
3410                         zp->zp_dedup = B_FALSE;
3411                         BP_SET_DEDUP(bp, B_FALSE);
3412                 }
3413                 ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp));
3414                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
3415                 ddt_exit(ddt);
3416                 return (zio);
3417         }
3418
3419         if (ddp->ddp_phys_birth != 0 || dde->dde_lead_zio[p] != NULL) {
3420                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
3421                         ddt_bp_fill(ddp, bp, txg);
3422                 if (dde->dde_lead_zio[p] != NULL)
3423                         zio_add_child(zio, dde->dde_lead_zio[p]);
3424                 else
3425                         ddt_phys_addref(ddp);
3426         } else if (zio->io_bp_override) {
3427                 ASSERT(bp->blk_birth == txg);
3428                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, zio->io_bp_override));
3429                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
3430                 ddt_phys_addref(ddp);
3431         } else {
3432                 cio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_abd,
3433                     zio->io_orig_size, zio->io_orig_size, zp,
3434                     zio_ddt_child_write_ready, NULL, NULL,
3435                     zio_ddt_child_write_done, dde, zio->io_priority,
3436                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
3437
3438                 zio_push_transform(cio, zio->io_abd, zio->io_size, 0, NULL);
3439                 dde->dde_lead_zio[p] = cio;
3440         }
3441
3442         ddt_exit(ddt);
3443
3444         zio_nowait(cio);
3445
3446         return (zio);
3447 }
3448
3449 static ddt_entry_t *freedde; /* for debugging */
3450
3451 static zio_t *
3452 zio_ddt_free(zio_t *zio)
3453 {
3454         spa_t *spa = zio->io_spa;
3455         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3456         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
3457         ddt_entry_t *dde;
3458         ddt_phys_t *ddp;
3459
3460         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
3461         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3462
3463         ddt_enter(ddt);
3464         freedde = dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
3465         if (dde) {
3466                 ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
3467                 if (ddp)
3468                         ddt_phys_decref(ddp);
3469         }
3470         ddt_exit(ddt);
3471
3472         return (zio);
3473 }
3474
3475 /*
3476  * ==========================================================================
3477  * Allocate and free blocks
3478  * ==========================================================================
3479  */
3480
3481 static zio_t *
3482 zio_io_to_allocate(spa_t *spa, int allocator)
3483 {
3484         zio_t *zio;
3485
3486         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa->spa_allocs[allocator].spaa_lock));
3487
3488         zio = avl_first(&spa->spa_allocs[allocator].spaa_tree);
3489         if (zio == NULL)
3490                 return (NULL);
3491
3492         ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
3493
3494         /*
3495          * Try to place a reservation for this zio. If we're unable to
3496          * reserve then we throttle.
3497          */
3498         ASSERT3U(zio->io_allocator, ==, allocator);
3499         if (!metaslab_class_throttle_reserve(zio->io_metaslab_class,
3500             zio->io_prop.zp_copies, allocator, zio, 0)) {
3501                 return (NULL);
3502         }
3503
3504         avl_remove(&spa->spa_allocs[allocator].spaa_tree, zio);
3505         ASSERT3U(zio->io_stage, <, ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE);
3506
3507         return (zio);
3508 }
3509
3510 static zio_t *
3511 zio_dva_throttle(zio_t *zio)
3512 {
3513         spa_t *spa = zio->io_spa;
3514         zio_t *nio;
3515         metaslab_class_t *mc;
3516
3517         /* locate an appropriate allocation class */
3518         mc = spa_preferred_class(spa, zio->io_size, zio->io_prop.zp_type,
3519             zio->io_prop.zp_level, zio->io_prop.zp_zpl_smallblk);
3520
3521         if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE ||
3522             !mc->mc_alloc_throttle_enabled ||
3523             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG ||
3524             zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
3525                 return (zio);
3526         }
3527
3528         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
3529         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
3530         ASSERT3U(zio->io_queued_timestamp, >, 0);
3531         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DVA_THROTTLE);
3532
3533         zbookmark_phys_t *bm = &zio->io_bookmark;
3534         /*
3535          * We want to try to use as many allocators as possible to help improve
3536          * performance, but we also want logically adjacent IOs to be physically
3537          * adjacent to improve sequential read performance. We chunk each object
3538          * into 2^20 block regions, and then hash based on the objset, object,
3539          * level, and region to accomplish both of these goals.
3540          */
3541         int allocator = (uint_t)cityhash4(bm->zb_objset, bm->zb_object,
3542             bm->zb_level, bm->zb_blkid >> 20) % spa->spa_alloc_count;
3543         zio->io_allocator = allocator;
3544         zio->io_metaslab_class = mc;
3545         mutex_enter(&spa->spa_allocs[allocator].spaa_lock);
3546         avl_add(&spa->spa_allocs[allocator].spaa_tree, zio);
3547         nio = zio_io_to_allocate(spa, allocator);
3548         mutex_exit(&spa->spa_allocs[allocator].spaa_lock);
3549         return (nio);
3550 }
3551
3552 static void
3553 zio_allocate_dispatch(spa_t *spa, int allocator)
3554 {
3555         zio_t *zio;
3556
3557         mutex_enter(&spa->spa_allocs[allocator].spaa_lock);
3558         zio = zio_io_to_allocate(spa, allocator);
3559         mutex_exit(&spa->spa_allocs[allocator].spaa_lock);
3560         if (zio == NULL)
3561                 return;
3562
3563         ASSERT3U(zio->io_stage, ==, ZIO_STAGE_DVA_THROTTLE);
3564         ASSERT0(zio->io_error);
3565         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_TRUE);
3566 }
3567
3568 static zio_t *
3569 zio_dva_allocate(zio_t *zio)
3570 {
3571         spa_t *spa = zio->io_spa;
3572         metaslab_class_t *mc;
3573         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3574         int error;
3575         int flags = 0;
3576
3577         if (zio->io_gang_leader == NULL) {
3578                 ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
3579                 zio->io_gang_leader = zio;
3580         }
3581
3582         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
3583         ASSERT0(BP_GET_NDVAS(bp));
3584         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, >, 0);
3585         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, spa_max_replication(spa));
3586         ASSERT3U(zio->io_size, ==, BP_GET_PSIZE(bp));
3587
3588         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_FASTWRITE) ? METASLAB_FASTWRITE : 0;
3589         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA)
3590                 flags |= METASLAB_DONT_THROTTLE;
3591         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD)
3592                 flags |= METASLAB_GANG_CHILD;
3593         if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE)
3594                 flags |= METASLAB_ASYNC_ALLOC;
3595
3596         /*
3597          * if not already chosen, locate an appropriate allocation class
3598          */
3599         mc = zio->io_metaslab_class;
3600         if (mc == NULL) {
3601                 mc = spa_preferred_class(spa, zio->io_size,
3602                     zio->io_prop.zp_type, zio->io_prop.zp_level,
3603                     zio->io_prop.zp_zpl_smallblk);
3604                 zio->io_metaslab_class = mc;
3605         }
3606
3607         /*
3608          * Try allocating the block in the usual metaslab class.
3609          * If that's full, allocate it in the normal class.
3610          * If that's full, allocate as a gang block,
3611          * and if all are full, the allocation fails (which shouldn't happen).
3612          *
3613          * Note that we do not fall back on embedded slog (ZIL) space, to
3614          * preserve unfragmented slog space, which is critical for decent
3615          * sync write performance.  If a log allocation fails, we will fall
3616          * back to spa_sync() which is abysmal for performance.
3617          */
3618         error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp,
3619             zio->io_prop.zp_copies, zio->io_txg, NULL, flags,
3620             &zio->io_alloc_list, zio, zio->io_allocator);
3621
3622         /*
3623          * Fallback to normal class when an alloc class is full
3624          */
3625         if (error == ENOSPC && mc != spa_normal_class(spa)) {
3626                 /*
3627                  * If throttling, transfer reservation over to normal class.
3628                  * The io_allocator slot can remain the same even though we
3629                  * are switching classes.
3630                  */
3631                 if (mc->mc_alloc_throttle_enabled &&
3632                     (zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING)) {
3633                         metaslab_class_throttle_unreserve(mc,
3634                             zio->io_prop.zp_copies, zio->io_allocator, zio);
3635                         zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING;
3636
3637                         VERIFY(metaslab_class_throttle_reserve(
3638                             spa_normal_class(spa),
3639                             zio->io_prop.zp_copies, zio->io_allocator, zio,
3640                             flags | METASLAB_MUST_RESERVE));
3641                 }
3642                 zio->io_metaslab_class = mc = spa_normal_class(spa);
3643                 if (zfs_flags & ZFS_DEBUG_METASLAB_ALLOC) {
3644                         zfs_dbgmsg("%s: metaslab allocation failure, "
3645                             "trying normal class: zio %px, size %llu, error %d",
3646                             spa_name(spa), zio, (u_longlong_t)zio->io_size,
3647                             error);
3648                 }
3649
3650                 error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp,
3651                     zio->io_prop.zp_copies, zio->io_txg, NULL, flags,
3652                     &zio->io_alloc_list, zio, zio->io_allocator);
3653         }
3654
3655         if (error == ENOSPC && zio->io_size > SPA_MINBLOCKSIZE) {
3656                 if (zfs_flags & ZFS_DEBUG_METASLAB_ALLOC) {
3657                         zfs_dbgmsg("%s: metaslab allocation failure, "
3658                             "trying ganging: zio %px, size %llu, error %d",
3659                             spa_name(spa), zio, (u_longlong_t)zio->io_size,
3660                             error);
3661                 }
3662                 return (zio_write_gang_block(zio, mc));
3663         }
3664         if (error != 0) {
3665                 if (error != ENOSPC ||
3666                     (zfs_flags & ZFS_DEBUG_METASLAB_ALLOC)) {
3667                         zfs_dbgmsg("%s: metaslab allocation failure: zio %px, "
3668                             "size %llu, error %d",
3669                             spa_name(spa), zio, (u_longlong_t)zio->io_size,
3670                             error);
3671                 }
3672                 zio->io_error = error;
3673         }
3674
3675         return (zio);
3676 }
3677
3678 static zio_t *
3679 zio_dva_free(zio_t *zio)
3680 {
3681         metaslab_free(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg, B_FALSE);
3682
3683         return (zio);
3684 }
3685
3686 static zio_t *
3687 zio_dva_claim(zio_t *zio)
3688 {
3689         int error;
3690
3691         error = metaslab_claim(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg);
3692         if (error)
3693                 zio->io_error = error;
3694
3695         return (zio);
3696 }
3697
3698 /*
3699  * Undo an allocation.  This is used by zio_done() when an I/O fails
3700  * and we want to give back the block we just allocated.
3701  * This handles both normal blocks and gang blocks.
3702  */
3703 static void
3704 zio_dva_unallocate(zio_t *zio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp)
3705 {
3706         ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
3707         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
3708
3709         if (!BP_IS_HOLE(bp))
3710                 metaslab_free(zio->io_spa, bp, bp->blk_birth, B_TRUE);
3711
3712         if (gn != NULL) {
3713                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
3714                         zio_dva_unallocate(zio, gn->gn_child[g],
3715                             &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g]);
3716                 }
3717         }
3718 }
3719
3720 /*
3721  * Try to allocate an intent log block.  Return 0 on success, errno on failure.
3722  */
3723 int
3724 zio_alloc_zil(spa_t *spa, objset_t *os, uint64_t txg, blkptr_t *new_bp,
3725     uint64_t size, boolean_t *slog)
3726 {
3727         int error = 1;
3728         zio_alloc_list_t io_alloc_list;
3729
3730         ASSERT(txg > spa_syncing_txg(spa));
3731
3732         metaslab_trace_init(&io_alloc_list);
3733
3734         /*
3735          * Block pointer fields are useful to metaslabs for stats and debugging.
3736          * Fill in the obvious ones before calling into metaslab_alloc().
3737          */
3738         BP_SET_TYPE(new_bp, DMU_OT_INTENT_LOG);
3739         BP_SET_PSIZE(new_bp, size);
3740         BP_SET_LEVEL(new_bp, 0);
3741
3742         /*
3743          * When allocating a zil block, we don't have information about
3744          * the final destination of the block except the objset it's part
3745          * of, so we just hash the objset ID to pick the allocator to get
3746          * some parallelism.
3747          */
3748         int flags = METASLAB_FASTWRITE | METASLAB_ZIL;
3749         int allocator = (uint_t)cityhash4(0, 0, 0,
3750             os->os_dsl_dataset->ds_object) % spa->spa_alloc_count;
3751         error = metaslab_alloc(spa, spa_log_class(spa), size, new_bp, 1,
3752             txg, NULL, flags, &io_alloc_list, NULL, allocator);
3753         *slog = (error == 0);
3754         if (error != 0) {
3755                 error = metaslab_alloc(spa, spa_embedded_log_class(spa), size,
3756                     new_bp, 1, txg, NULL, flags,
3757                     &io_alloc_list, NULL, allocator);
3758         }
3759         if (error != 0) {
3760                 error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), size,
3761                     new_bp, 1, txg, NULL, flags,
3762                     &io_alloc_list, NULL, allocator);
3763         }
3764         metaslab_trace_fini(&io_alloc_list);
3765
3766         if (error == 0) {
3767                 BP_SET_LSIZE(new_bp, size);
3768                 BP_SET_PSIZE(new_bp, size);
3769                 BP_SET_COMPRESS(new_bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
3770                 BP_SET_CHECKSUM(new_bp,
3771                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_SLIM_ZIL
3772                     ? ZIO_CHECKSUM_ZILOG2 : ZIO_CHECKSUM_ZILOG);
3773                 BP_SET_TYPE(new_bp, DMU_OT_INTENT_LOG);
3774                 BP_SET_LEVEL(new_bp, 0);
3775                 BP_SET_DEDUP(new_bp, 0);
3776                 BP_SET_BYTEORDER(new_bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
3777
3778                 /*
3779                  * encrypted blocks will require an IV and salt. We generate
3780                  * these now since we will not be rewriting the bp at
3781                  * rewrite time.
3782                  */
3783                 if (os->os_encrypted) {
3784                         uint8_t iv[ZIO_DATA_IV_LEN];
3785                         uint8_t salt[ZIO_DATA_SALT_LEN];
3786
3787                         BP_SET_CRYPT(new_bp, B_TRUE);
3788                         VERIFY0(spa_crypt_get_salt(spa,
3789                             dmu_objset_id(os), salt));
3790                         VERIFY0(zio_crypt_generate_iv(iv));
3791
3792                         zio_crypt_encode_params_bp(new_bp, salt, iv);
3793                 }
3794         } else {
3795                 zfs_dbgmsg("%s: zil block allocation failure: "
3796                     "size %llu, error %d", spa_name(spa), (u_longlong_t)size,
3797                     error);
3798         }
3799
3800         return (error);
3801 }
3802
3803 /*
3804  * ==========================================================================
3805  * Read and write to physical devices
3806  * ==========================================================================
3807  */
3808
3809 /*
3810  * Issue an I/O to the underlying vdev. Typically the issue pipeline
3811  * stops after this stage and will resume upon I/O completion.
3812  * However, there are instances where the vdev layer may need to
3813  * continue the pipeline when an I/O was not issued. Since the I/O
3814  * that was sent to the vdev layer might be different than the one
3815  * currently active in the pipeline (see vdev_queue_io()), we explicitly
3816  * force the underlying vdev layers to call either zio_execute() or
3817  * zio_interrupt() to ensure that the pipeline continues with the correct I/O.
3818  */
3819 static zio_t *
3820 zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
3821 {
3822         vdev_t *vd = zio->io_vd;
3823         uint64_t align;
3824         spa_t *spa = zio->io_spa;
3825
3826         zio->io_delay = 0;
3827
3828         ASSERT(zio->io_error == 0);
3829         ASSERT(zio->io_child_error[ZIO_CHILD_VDEV] == 0);
3830
3831         if (vd == NULL) {
3832                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
3833                         spa_config_enter(spa, SCL_ZIO, zio, RW_READER);
3834
3835                 /*
3836                  * The mirror_ops handle multiple DVAs in a single BP.
3837                  */
3838                 vdev_mirror_ops.vdev_op_io_start(zio);
3839                 return (NULL);
3840         }
3841
3842         ASSERT3P(zio->io_logical, !=, zio);
3843         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
3844                 ASSERT(spa->spa_trust_config);
3845
3846                 /*
3847                  * Note: the code can handle other kinds of writes,
3848                  * but we don't expect them.
3849                  */
3850                 if (zio->io_vd->vdev_noalloc) {
3851                         ASSERT(zio->io_flags &
3852                             (ZIO_FLAG_PHYSICAL | ZIO_FLAG_SELF_HEAL |
3853                             ZIO_FLAG_RESILVER | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE));
3854                 }
3855         }
3856
3857         align = 1ULL << vd->vdev_top->vdev_ashift;
3858
3859         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL) &&
3860             P2PHASE(zio->io_size, align) != 0) {
3861                 /* Transform logical writes to be a full physical block size. */
3862                 uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
3863                 abd_t *abuf = abd_alloc_sametype(zio->io_abd, asize);
3864                 ASSERT(vd == vd->vdev_top);
3865                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
3866                         abd_copy(abuf, zio->io_abd, zio->io_size);
3867                         abd_zero_off(abuf, zio->io_size, asize - zio->io_size);
3868                 }
3869                 zio_push_transform(zio, abuf, asize, asize, zio_subblock);
3870         }
3871
3872         /*
3873          * If this is not a physical io, make sure that it is properly aligned
3874          * before proceeding.
3875          */
3876         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL)) {
3877                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, align));
3878                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, align));
3879         } else {
3880                 /*
3881                  * For physical writes, we allow 512b aligned writes and assume
3882                  * the device will perform a read-modify-write as necessary.
3883                  */
3884                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, SPA_MINBLOCKSIZE));
3885                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, SPA_MINBLOCKSIZE));
3886         }
3887
3888         VERIFY(zio->io_type != ZIO_TYPE_WRITE || spa_writeable(spa));
3889
3890         /*
3891          * If this is a repair I/O, and there's no self-healing involved --
3892          * that is, we're just resilvering what we expect to resilver --
3893          * then don't do the I/O unless zio's txg is actually in vd's DTL.
3894          * This prevents spurious resilvering.
3895          *
3896          * There are a few ways that we can end up creating these spurious
3897          * resilver i/os:
3898          *
3899          * 1. A resilver i/o will be issued if any DVA in the BP has a
3900          * dirty DTL.  The mirror code will issue resilver writes to
3901          * each DVA, including the one(s) that are not on vdevs with dirty
3902          * DTLs.
3903          *
3904          * 2. With nested replication, which happens when we have a
3905          * "replacing" or "spare" vdev that's a child of a mirror or raidz.
3906          * For example, given mirror(replacing(A+B), C), it's likely that
3907          * only A is out of date (it's the new device). In this case, we'll
3908          * read from C, then use the data to resilver A+B -- but we don't
3909          * actually want to resilver B, just A. The top-level mirror has no
3910          * way to know this, so instead we just discard unnecessary repairs
3911          * as we work our way down the vdev tree.
3912          *
3913          * 3. ZTEST also creates mirrors of mirrors, mirrors of raidz, etc.
3914          * The same logic applies to any form of nested replication: ditto
3915          * + mirror, RAID-Z + replacing, etc.
3916          *
3917          * However, indirect vdevs point off to other vdevs which may have
3918          * DTL's, so we never bypass them.  The child i/os on concrete vdevs
3919          * will be properly bypassed instead.
3920          *
3921          * Leaf DTL_PARTIAL can be empty when a legitimate write comes from
3922          * a dRAID spare vdev. For example, when a dRAID spare is first
3923          * used, its spare blocks need to be written to but the leaf vdev's
3924          * of such blocks can have empty DTL_PARTIAL.
3925          *
3926          * There seemed no clean way to allow such writes while bypassing
3927          * spurious ones. At this point, just avoid all bypassing for dRAID
3928          * for correctness.
3929          */
3930         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
3931             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SELF_HEAL) &&
3932             zio->io_txg != 0 && /* not a delegated i/o */
3933             vd->vdev_ops != &vdev_indirect_ops &&
3934             vd->vdev_top->vdev_ops != &vdev_draid_ops &&
3935             !vdev_dtl_contains(vd, DTL_PARTIAL, zio->io_txg, 1)) {
3936                 ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
3937                 zio_vdev_io_bypass(zio);
3938                 return (zio);
3939         }
3940
3941         /*
3942          * Select the next best leaf I/O to process.  Distributed spares are
3943          * excluded since they dispatch the I/O directly to a leaf vdev after
3944          * applying the dRAID mapping.
3945          */
3946         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
3947             vd->vdev_ops != &vdev_draid_spare_ops &&
3948             (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
3949             zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE ||
3950             zio->io_type == ZIO_TYPE_TRIM)) {
3951
3952                 if ((zio = vdev_queue_io(zio)) == NULL)
3953                         return (NULL);
3954
3955                 if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
3956                         zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
3957                         zio_interrupt(zio);
3958                         return (NULL);
3959                 }
3960                 zio->io_delay = gethrtime();
3961         }
3962
3963         vd->vdev_ops->vdev_op_io_start(zio);
3964         return (NULL);
3965 }
3966
3967 static zio_t *
3968 zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
3969 {
3970         vdev_t *vd = zio->io_vd;
3971         vdev_ops_t *ops = vd ? vd->vdev_ops : &vdev_mirror_ops;
3972         boolean_t unexpected_error = B_FALSE;
3973
3974         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV_BIT, ZIO_WAIT_DONE)) {
3975                 return (NULL);
3976         }
3977
3978         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
3979             zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE || zio->io_type == ZIO_TYPE_TRIM);
3980
3981         if (zio->io_delay)
3982                 zio->io_delay = gethrtime() - zio->io_delay;
3983
3984         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
3985             vd->vdev_ops != &vdev_draid_spare_ops) {
3986                 vdev_queue_io_done(zio);
3987
3988                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
3989                         zio->io_error = zio_handle_device_injections(vd, zio,
3990                             EIO, EILSEQ);
3991
3992                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
3993                         zio->io_error = zio_handle_label_injection(zio, EIO);
3994
3995                 if (zio->io_error && zio->io_type != ZIO_TYPE_TRIM) {
3996                         if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
3997                                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
3998                         } else {
3999                                 unexpected_error = B_TRUE;
4000                         }
4001                 }
4002         }
4003
4004         ops->vdev_op_io_done(zio);
4005
4006         if (unexpected_error && vd->vdev_remove_wanted == B_FALSE)
4007                 VERIFY(vdev_probe(vd, zio) == NULL);
4008
4009         return (zio);
4010 }
4011
4012 /*
4013  * This function is used to change the priority of an existing zio that is
4014  * currently in-flight. This is used by the arc to upgrade priority in the
4015  * event that a demand read is made for a block that is currently queued
4016  * as a scrub or async read IO. Otherwise, the high priority read request
4017  * would end up having to wait for the lower priority IO.
4018  */
4019 void
4020 zio_change_priority(zio_t *pio, zio_priority_t priority)
4021 {
4022         zio_t *cio, *cio_next;
4023         zio_link_t *zl = NULL;
4024
4025         ASSERT3U(priority, <, ZIO_PRIORITY_NUM_QUEUEABLE);
4026
4027         if (pio->io_vd != NULL && pio->io_vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
4028                 vdev_queue_change_io_priority(pio, priority);
4029         } else {
4030                 pio->io_priority = priority;
4031         }
4032
4033         mutex_enter(&pio->io_lock);
4034         for (cio = zio_walk_children(pio, &zl); cio != NULL; cio = cio_next) {
4035                 cio_next = zio_walk_children(pio, &zl);
4036                 zio_change_priority(cio, priority);
4037         }
4038         mutex_exit(&pio->io_lock);
4039 }
4040
4041 /*
4042  * For non-raidz ZIOs, we can just copy aside the bad data read from the
4043  * disk, and use that to finish the checksum ereport later.
4044  */
4045 static void
4046 zio_vsd_default_cksum_finish(zio_cksum_report_t *zcr,
4047     const abd_t *good_buf)
4048 {
4049         /* no processing needed */
4050         zfs_ereport_finish_checksum(zcr, good_buf, zcr->zcr_cbdata, B_FALSE);
4051 }
4052
4053 void
4054 zio_vsd_default_cksum_report(zio_t *zio, zio_cksum_report_t *zcr)
4055 {
4056         void *abd = abd_alloc_sametype(zio->io_abd, zio->io_size);
4057
4058         abd_copy(abd, zio->io_abd, zio->io_size);
4059
4060         zcr->zcr_cbinfo = zio->io_size;
4061         zcr->zcr_cbdata = abd;
4062         zcr->zcr_finish = zio_vsd_default_cksum_finish;
4063         zcr->zcr_free = zio_abd_free;
4064 }
4065
4066 static zio_t *
4067 zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
4068 {
4069         vdev_t *vd = zio->io_vd;
4070
4071         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV_BIT, ZIO_WAIT_DONE)) {
4072                 return (NULL);
4073         }
4074
4075         if (vd == NULL && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
4076                 spa_config_exit(zio->io_spa, SCL_ZIO, zio);
4077
4078         if (zio->io_vsd != NULL) {
4079                 zio->io_vsd_ops->vsd_free(zio);
4080                 zio->io_vsd = NULL;
4081         }
4082
4083         if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
4084                 zio->io_error = zio_handle_fault_injection(zio, EIO);
4085
4086         /*
4087          * If the I/O failed, determine whether we should attempt to retry it.
4088          *
4089          * On retry, we cut in line in the issue queue, since we don't want
4090          * compression/checksumming/etc. work to prevent our (cheap) IO reissue.
4091          */
4092         if (zio->io_error && vd == NULL &&
4093             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_IO_RETRY))) {
4094                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_QUEUE)); /* not a leaf */
4095                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_BYPASS));  /* not a leaf */
4096                 zio->io_error = 0;
4097                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_RETRY | ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE;
4098                 zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1;
4099                 zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE,
4100                     zio_requeue_io_start_cut_in_line);
4101                 return (NULL);
4102         }
4103
4104         /*
4105          * If we got an error on a leaf device, convert it to ENXIO
4106          * if the device is not accessible at all.
4107          */
4108         if (zio->io_error && vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
4109             !vdev_accessible(vd, zio))
4110                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
4111
4112         /*
4113          * If we can't write to an interior vdev (mirror or RAID-Z),
4114          * set vdev_cant_write so that we stop trying to allocate from it.
4115          */
4116         if (zio->io_error == ENXIO && zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
4117             vd != NULL && !vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
4118                 vdev_dbgmsg(vd, "zio_vdev_io_assess(zio=%px) setting "
4119                     "cant_write=TRUE due to write failure with ENXIO",
4120                     zio);
4121                 vd->vdev_cant_write = B_TRUE;
4122         }
4123
4124         /*
4125          * If a cache flush returns ENOTSUP or ENOTTY, we know that no future
4126          * attempts will ever succeed. In this case we set a persistent
4127          * boolean flag so that we don't bother with it in the future.
4128          */
4129         if ((zio->io_error == ENOTSUP || zio->io_error == ENOTTY) &&
4130             zio->io_type == ZIO_TYPE_IOCTL &&
4131             zio->io_cmd == DKIOCFLUSHWRITECACHE && vd != NULL)
4132                 vd->vdev_nowritecache = B_TRUE;
4133
4134         if (zio->io_error)
4135                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
4136
4137         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
4138             zio->io_physdone != NULL) {
4139                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DELEGATED));
4140                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_VDEV);
4141                 zio->io_physdone(zio->io_logical);
4142         }
4143
4144         return (zio);
4145 }
4146
4147 void
4148 zio_vdev_io_reissue(zio_t *zio)
4149 {
4150         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
4151         ASSERT(zio->io_error == 0);
4152
4153         zio->io_stage >>= 1;
4154 }
4155
4156 void
4157 zio_vdev_io_redone(zio_t *zio)
4158 {
4159         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE);
4160
4161         zio->io_stage >>= 1;
4162 }
4163
4164 void
4165 zio_vdev_io_bypass(zio_t *zio)
4166 {
4167         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
4168         ASSERT(zio->io_error == 0);
4169
4170         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_BYPASS;
4171         zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS >> 1;
4172 }
4173
4174 /*
4175  * ==========================================================================
4176  * Encrypt and store encryption parameters
4177  * ==========================================================================
4178  */
4179
4180
4181 /*
4182  * This function is used for ZIO_STAGE_ENCRYPT. It is responsible for
4183  * managing the storage of encryption parameters and passing them to the
4184  * lower-level encryption functions.
4185  */
4186 static zio_t *
4187 zio_encrypt(zio_t *zio)
4188 {
4189         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
4190         spa_t *spa = zio->io_spa;
4191         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
4192         uint64_t psize = BP_GET_PSIZE(bp);
4193         uint64_t dsobj = zio->io_bookmark.zb_objset;
4194         dmu_object_type_t ot = BP_GET_TYPE(bp);
4195         void *enc_buf = NULL;
4196         abd_t *eabd = NULL;
4197         uint8_t salt[ZIO_DATA_SALT_LEN];
4198         uint8_t iv[ZIO_DATA_IV_LEN];
4199         uint8_t mac[ZIO_DATA_MAC_LEN];
4200         boolean_t no_crypt = B_FALSE;
4201
4202         /* the root zio already encrypted the data */
4203         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG)
4204                 return (zio);
4205
4206         /* only ZIL blocks are re-encrypted on rewrite */
4207         if (!IO_IS_ALLOCATING(zio) && ot != DMU_OT_INTENT_LOG)
4208                 return (zio);
4209
4210         if (!(zp->zp_encrypt || BP_IS_ENCRYPTED(bp))) {
4211                 BP_SET_CRYPT(bp, B_FALSE);
4212                 return (zio);
4213         }
4214
4215         /* if we are doing raw encryption set the provided encryption params */
4216         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW_ENCRYPT) {
4217                 ASSERT0(BP_GET_LEVEL(bp));
4218                 BP_SET_CRYPT(bp, B_TRUE);
4219                 BP_SET_BYTEORDER(bp, zp->zp_byteorder);
4220                 if (ot != DMU_OT_OBJSET)
4221                         zio_crypt_encode_mac_bp(bp, zp->zp_mac);
4222
4223                 /* dnode blocks must be written out in the provided byteorder */
4224                 if (zp->zp_byteorder != ZFS_HOST_BYTEORDER &&
4225                     ot == DMU_OT_DNODE) {
4226                         void *bswap_buf = zio_buf_alloc(psize);
4227                         abd_t *babd = abd_get_from_buf(bswap_buf, psize);
4228
4229                         ASSERT3U(BP_GET_COMPRESS(bp), ==, ZIO_COMPRESS_OFF);
4230                         abd_copy_to_buf(bswap_buf, zio->io_abd, psize);
4231                         dmu_ot_byteswap[DMU_OT_BYTESWAP(ot)].ob_func(bswap_buf,
4232                             psize);
4233
4234                         abd_take_ownership_of_buf(babd, B_TRUE);
4235                         zio_push_transform(zio, babd, psize, psize, NULL);
4236                 }
4237
4238                 if (DMU_OT_IS_ENCRYPTED(ot))
4239                         zio_crypt_encode_params_bp(bp, zp->zp_salt, zp->zp_iv);
4240                 return (zio);
4241         }
4242
4243         /* indirect blocks only maintain a cksum of the lower level MACs */
4244         if (BP_GET_LEVEL(bp) > 0) {
4245                 BP_SET_CRYPT(bp, B_TRUE);
4246                 VERIFY0(zio_crypt_do_indirect_mac_checksum_abd(B_TRUE,
4247                     zio->io_orig_abd, BP_GET_LSIZE(bp), BP_SHOULD_BYTESWAP(bp),
4248                     mac));
4249                 zio_crypt_encode_mac_bp(bp, mac);
4250                 return (zio);
4251         }
4252
4253         /*
4254          * Objset blocks are a special case since they have 2 256-bit MACs
4255          * embedded within them.
4256          */
4257         if (ot == DMU_OT_OBJSET) {
4258                 ASSERT0(DMU_OT_IS_ENCRYPTED(ot));
4259                 ASSERT3U(BP_GET_COMPRESS(bp), ==, ZIO_COMPRESS_OFF);
4260                 BP_SET_CRYPT(bp, B_TRUE);
4261                 VERIFY0(spa_do_crypt_objset_mac_abd(B_TRUE, spa, dsobj,
4262                     zio->io_abd, psize, BP_SHOULD_BYTESWAP(bp)));
4263                 return (zio);
4264         }
4265
4266         /* unencrypted object types are only authenticated with a MAC */
4267         if (!DMU_OT_IS_ENCRYPTED(ot)) {
4268                 BP_SET_CRYPT(bp, B_TRUE);
4269                 VERIFY0(spa_do_crypt_mac_abd(B_TRUE, spa, dsobj,
4270                     zio->io_abd, psize, mac));
4271                 zio_crypt_encode_mac_bp(bp, mac);
4272                 return (zio);
4273         }
4274
4275         /*
4276          * Later passes of sync-to-convergence may decide to rewrite data
4277          * in place to avoid more disk reallocations. This presents a problem
4278          * for encryption because this constitutes rewriting the new data with
4279          * the same encryption key and IV. However, this only applies to blocks
4280          * in the MOS (particularly the spacemaps) and we do not encrypt the
4281          * MOS. We assert that the zio is allocating or an intent log write
4282          * to enforce this.
4283          */
4284         ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio) || ot == DMU_OT_INTENT_LOG);
4285         ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0 || ot == DMU_OT_INTENT_LOG);
4286         ASSERT(spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_ENCRYPTION));
4287         ASSERT3U(psize, !=, 0);
4288
4289         enc_buf = zio_buf_alloc(psize);
4290         eabd = abd_get_from_buf(enc_buf, psize);
4291         abd_take_ownership_of_buf(eabd, B_TRUE);
4292
4293         /*
4294          * For an explanation of what encryption parameters are stored
4295          * where, see the block comment in zio_crypt.c.
4296          */
4297         if (ot == DMU_OT_INTENT_LOG) {
4298                 zio_crypt_decode_params_bp(bp, salt, iv);
4299         } else {
4300                 BP_SET_CRYPT(bp, B_TRUE);
4301         }
4302
4303         /* Perform the encryption. This should not fail */
4304         VERIFY0(spa_do_crypt_abd(B_TRUE, spa, &zio->io_bookmark,
4305             BP_GET_TYPE(bp), BP_GET_DEDUP(bp), BP_SHOULD_BYTESWAP(bp),
4306             salt, iv, mac, psize, zio->io_abd, eabd, &no_crypt));
4307
4308         /* encode encryption metadata into the bp */
4309         if (ot == DMU_OT_INTENT_LOG) {
4310                 /*
4311                  * ZIL blocks store the MAC in the embedded checksum, so the
4312                  * transform must always be applied.
4313                  */
4314                 zio_crypt_encode_mac_zil(enc_buf, mac);
4315                 zio_push_transform(zio, eabd, psize, psize, NULL);
4316         } else {
4317                 BP_SET_CRYPT(bp, B_TRUE);
4318                 zio_crypt_encode_params_bp(bp, salt, iv);
4319                 zio_crypt_encode_mac_bp(bp, mac);
4320
4321                 if (no_crypt) {
4322                         ASSERT3U(ot, ==, DMU_OT_DNODE);
4323                         abd_free(eabd);
4324                 } else {
4325                         zio_push_transform(zio, eabd, psize, psize, NULL);
4326                 }
4327         }
4328
4329         return (zio);
4330 }
4331
4332 /*
4333  * ==========================================================================
4334  * Generate and verify checksums
4335  * ==========================================================================
4336  */
4337 static zio_t *
4338 zio_checksum_generate(zio_t *zio)
4339 {
4340         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
4341         enum zio_checksum checksum;
4342
4343         if (bp == NULL) {
4344                 /*
4345                  * This is zio_write_phys().
4346                  * We're either generating a label checksum, or none at all.
4347                  */
4348                 checksum = zio->io_prop.zp_checksum;
4349
4350                 if (checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
4351                         return (zio);
4352
4353                 ASSERT(checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
4354         } else {
4355                 if (BP_IS_GANG(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG) {
4356                         ASSERT(!IO_IS_ALLOCATING(zio));
4357                         checksum = ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER;
4358                 } else {
4359                         checksum = BP_GET_CHECKSUM(bp);
4360                 }
4361         }
4362
4363         zio_checksum_compute(zio, checksum, zio->io_abd, zio->io_size);
4364
4365         return (zio);
4366 }
4367
4368 static zio_t *
4369 zio_checksum_verify(zio_t *zio)
4370 {
4371         zio_bad_cksum_t info;
4372         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
4373         int error;
4374
4375         ASSERT(zio->io_vd != NULL);
4376
4377         if (bp == NULL) {
4378                 /*
4379                  * This is zio_read_phys().
4380                  * We're either verifying a label checksum, or nothing at all.
4381                  */
4382                 if (zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
4383                         return (zio);
4384
4385                 ASSERT3U(zio->io_prop.zp_checksum, ==, ZIO_CHECKSUM_LABEL);
4386         }
4387
4388         if ((error = zio_checksum_error(zio, &info)) != 0) {
4389                 zio->io_error = error;
4390                 if (error == ECKSUM &&
4391                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE)) {
4392                         mutex_enter(&zio->io_vd->vdev_stat_lock);
4393                         zio->io_vd->vdev_stat.vs_checksum_errors++;
4394                         mutex_exit(&zio->io_vd->vdev_stat_lock);
4395                         (void) zfs_ereport_start_checksum(zio->io_spa,
4396                             zio->io_vd, &zio->io_bookmark, zio,
4397                             zio->io_offset, zio->io_size, &info);
4398                 }
4399         }
4400
4401         return (zio);
4402 }
4403
4404 /*
4405  * Called by RAID-Z to ensure we don't compute the checksum twice.
4406  */
4407 void
4408 zio_checksum_verified(zio_t *zio)
4409 {
4410         zio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
4411 }
4412
4413 /*
4414  * ==========================================================================
4415  * Error rank.  Error are ranked in the order 0, ENXIO, ECKSUM, EIO, other.
4416  * An error of 0 indicates success.  ENXIO indicates whole-device failure,
4417  * which may be transient (e.g. unplugged) or permanent.  ECKSUM and EIO
4418  * indicate errors that are specific to one I/O, and most likely permanent.
4419  * Any other error is presumed to be worse because we weren't expecting it.
4420  * ==========================================================================
4421  */
4422 int
4423 zio_worst_error(int e1, int e2)
4424 {
4425         static int zio_error_rank[] = { 0, ENXIO, ECKSUM, EIO };
4426         int r1, r2;
4427
4428         for (r1 = 0; r1 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r1++)
4429                 if (e1 == zio_error_rank[r1])
4430                         break;
4431
4432         for (r2 = 0; r2 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r2++)
4433                 if (e2 == zio_error_rank[r2])
4434                         break;
4435
4436         return (r1 > r2 ? e1 : e2);
4437 }
4438
4439 /*
4440  * ==========================================================================
4441  * I/O completion
4442  * ==========================================================================
4443  */
4444 static zio_t *
4445 zio_ready(zio_t *zio)
4446 {
4447         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
4448         zio_t *pio, *pio_next;
4449         zio_link_t *zl = NULL;
4450
4451         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG_BIT | ZIO_CHILD_DDT_BIT,
4452             ZIO_WAIT_READY)) {
4453                 return (NULL);
4454         }
4455
4456         if (zio->io_ready) {
4457                 ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
4458                 ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp) ||
4459                     (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE));
4460                 ASSERT(zio->io_children[ZIO_CHILD_GANG][ZIO_WAIT_READY] == 0);
4461
4462                 zio->io_ready(zio);
4463         }
4464
4465         if (bp != NULL && bp != &zio->io_bp_copy)
4466                 zio->io_bp_copy = *bp;
4467
4468         if (zio->io_error != 0) {
4469                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
4470
4471                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING) {
4472                         ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
4473                         ASSERT(zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
4474                         ASSERT(zio->io_metaslab_class != NULL);
4475
4476                         /*
4477                          * We were unable to allocate anything, unreserve and
4478                          * issue the next I/O to allocate.
4479                          */
4480                         metaslab_class_throttle_unreserve(
4481                             zio->io_metaslab_class, zio->io_prop.zp_copies,
4482                             zio->io_allocator, zio);
4483                         zio_allocate_dispatch(zio->io_spa, zio->io_allocator);
4484                 }
4485         }
4486
4487         mutex_enter(&zio->io_lock);
4488         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = 1;
4489         pio = zio_walk_parents(zio, &zl);
4490         mutex_exit(&zio->io_lock);
4491
4492         /*
4493          * As we notify zio's parents, new parents could be added.
4494          * New parents go to the head of zio's io_parent_list, however,
4495          * so we will (correctly) not notify them.  The remainder of zio's
4496          * io_parent_list, from 'pio_next' onward, cannot change because
4497          * all parents must wait for us to be done before they can be done.
4498          */
4499         for (; pio != NULL; pio = pio_next) {
4500                 pio_next = zio_walk_parents(zio, &zl);
4501                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_READY, NULL);
4502         }
4503
4504         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
4505                 if (bp != NULL && BP_IS_GANG(bp)) {
4506                         zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_NODATA;
4507                 } else {
4508                         ASSERT((uintptr_t)zio->io_abd < SPA_MAXBLOCKSIZE);
4509                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
4510                 }
4511         }
4512
4513         if (zio_injection_enabled &&
4514             zio->io_spa->spa_syncing_txg == zio->io_txg)
4515                 zio_handle_ignored_writes(zio);
4516
4517         return (zio);
4518 }
4519
4520 /*
4521  * Update the allocation throttle accounting.
4522  */
4523 static void
4524 zio_dva_throttle_done(zio_t *zio)
4525 {
4526         zio_t *lio __maybe_unused = zio->io_logical;
4527         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
4528         vdev_t *vd = zio->io_vd;
4529         int flags = METASLAB_ASYNC_ALLOC;
4530
4531         ASSERT3P(zio->io_bp, !=, NULL);
4532         ASSERT3U(zio->io_type, ==, ZIO_TYPE_WRITE);
4533         ASSERT3U(zio->io_priority, ==, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
4534         ASSERT3U(zio->io_child_type, ==, ZIO_CHILD_VDEV);
4535         ASSERT(vd != NULL);
4536         ASSERT3P(vd, ==, vd->vdev_top);
4537         ASSERT(zio_injection_enabled || !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_RETRY));
4538         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR));
4539         ASSERT(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING);
4540         ASSERT(!(lio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
4541         ASSERT(!(lio->io_orig_flags & ZIO_FLAG_NODATA));
4542
4543         /*
4544          * Parents of gang children can have two flavors -- ones that
4545          * allocated the gang header (will have ZIO_FLAG_IO_REWRITE set)
4546          * and ones that allocated the constituent blocks. The allocation
4547          * throttle needs to know the allocating parent zio so we must find
4548          * it here.
4549          */
4550         if (pio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG) {
4551                 /*
4552                  * If our parent is a rewrite gang child then our grandparent
4553                  * would have been the one that performed the allocation.
4554                  */
4555                 if (pio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE)
4556                         pio = zio_unique_parent(pio);
4557                 flags |= METASLAB_GANG_CHILD;
4558         }
4559
4560         ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(pio));
4561         ASSERT3P(zio, !=, zio->io_logical);
4562         ASSERT(zio->io_logical != NULL);
4563         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR));
4564         ASSERT0(zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE);
4565         ASSERT(zio->io_metaslab_class != NULL);
4566
4567         mutex_enter(&pio->io_lock);
4568         metaslab_group_alloc_decrement(zio->io_spa, vd->vdev_id, pio, flags,
4569             pio->io_allocator, B_TRUE);
4570         mutex_exit(&pio->io_lock);
4571
4572         metaslab_class_throttle_unreserve(zio->io_metaslab_class, 1,
4573             pio->io_allocator, pio);
4574
4575         /*
4576          * Call into the pipeline to see if there is more work that
4577          * needs to be done. If there is work to be done it will be
4578          * dispatched to another taskq thread.
4579          */
4580         zio_allocate_dispatch(zio->io_spa, pio->io_allocator);
4581 }
4582
4583 static zio_t *
4584 zio_done(zio_t *zio)
4585 {
4586         /*
4587          * Always attempt to keep stack usage minimal here since
4588          * we can be called recursively up to 19 levels deep.
4589          */
4590         const uint64_t psize = zio->io_size;
4591         zio_t *pio, *pio_next;
4592         zio_link_t *zl = NULL;
4593
4594         /*
4595          * If our children haven't all completed,
4596          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
4597          */
4598         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_ALL_BITS, ZIO_WAIT_DONE)) {
4599                 return (NULL);
4600         }
4601
4602         /*
4603          * If the allocation throttle is enabled, then update the accounting.
4604          * We only track child I/Os that are part of an allocating async
4605          * write. We must do this since the allocation is performed
4606          * by the logical I/O but the actual write is done by child I/Os.
4607          */
4608         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING &&
4609             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_VDEV) {
4610                 ASSERT(zio->io_metaslab_class != NULL);
4611                 ASSERT(zio->io_metaslab_class->mc_alloc_throttle_enabled);
4612                 zio_dva_throttle_done(zio);
4613         }
4614
4615         /*
4616          * If the allocation throttle is enabled, verify that
4617          * we have decremented the refcounts for every I/O that was throttled.
4618          */
4619         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING) {
4620                 ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
4621                 ASSERT(zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
4622                 ASSERT(zio->io_bp != NULL);
4623
4624                 metaslab_group_alloc_verify(zio->io_spa, zio->io_bp, zio,
4625                     zio->io_allocator);
4626                 VERIFY(zfs_refcount_not_held(&zio->io_metaslab_class->
4627                     mc_allocator[zio->io_allocator].mca_alloc_slots, zio));
4628         }
4629
4630
4631         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
4632                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
4633                         ASSERT(zio->io_children[c][w] == 0);
4634
4635         if (zio->io_bp != NULL && !BP_IS_EMBEDDED(zio->io_bp)) {
4636                 ASSERT(zio->io_bp->blk_pad[0] == 0);
4637                 ASSERT(zio->io_bp->blk_pad[1] == 0);
4638                 ASSERT(memcmp(zio->io_bp, &zio->io_bp_copy,
4639                     sizeof (blkptr_t)) == 0 ||
4640                     (zio->io_bp == zio_unique_parent(zio)->io_bp));
4641                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE && !BP_IS_HOLE(zio->io_bp) &&
4642                     zio->io_bp_override == NULL &&
4643                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)) {
4644                         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=,
4645                             BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
4646                         ASSERT(BP_COUNT_GANG(zio->io_bp) == 0 ||
4647                             (BP_COUNT_GANG(zio->io_bp) ==
4648                             BP_GET_NDVAS(zio->io_bp)));
4649                 }
4650                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE)
4651                         VERIFY(BP_EQUAL(zio->io_bp, &zio->io_bp_orig));
4652         }
4653
4654         /*
4655          * If there were child vdev/gang/ddt errors, they apply to us now.
4656          */
4657         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_VDEV);
4658         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_GANG);
4659         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_DDT);
4660
4661         /*
4662          * If the I/O on the transformed data was successful, generate any
4663          * checksum reports now while we still have the transformed data.
4664          */
4665         if (zio->io_error == 0) {
4666                 while (zio->io_cksum_report != NULL) {
4667                         zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
4668                         uint64_t align = zcr->zcr_align;
4669                         uint64_t asize = P2ROUNDUP(psize, align);
4670                         abd_t *adata = zio->io_abd;
4671
4672                         if (adata != NULL && asize != psize) {
4673                                 adata = abd_alloc(asize, B_TRUE);
4674                                 abd_copy(adata, zio->io_abd, psize);
4675                                 abd_zero_off(adata, psize, asize - psize);
4676                         }
4677
4678                         zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
4679                         zcr->zcr_next = NULL;
4680                         zcr->zcr_finish(zcr, adata);
4681                         zfs_ereport_free_checksum(zcr);
4682
4683                         if (adata != NULL && asize != psize)
4684                                 abd_free(adata);
4685                 }
4686         }
4687
4688         zio_pop_transforms(zio);        /* note: may set zio->io_error */
4689
4690         vdev_stat_update(zio, psize);
4691
4692         /*
4693          * If this I/O is attached to a particular vdev is slow, exceeding
4694          * 30 seconds to complete, post an error described the I/O delay.
4695          * We ignore these errors if the device is currently unavailable.
4696          */
4697         if (zio->io_delay >= MSEC2NSEC(zio_slow_io_ms)) {
4698                 if (zio->io_vd != NULL && !vdev_is_dead(zio->io_vd)) {
4699                         /*
4700                          * We want to only increment our slow IO counters if
4701                          * the IO is valid (i.e. not if the drive is removed).
4702                          *
4703                          * zfs_ereport_post() will also do these checks, but
4704                          * it can also ratelimit and have other failures, so we
4705                          * need to increment the slow_io counters independent
4706                          * of it.
4707                          */
4708                         if (zfs_ereport_is_valid(FM_EREPORT_ZFS_DELAY,
4709                             zio->io_spa, zio->io_vd, zio)) {
4710                                 mutex_enter(&zio->io_vd->vdev_stat_lock);
4711                                 zio->io_vd->vdev_stat.vs_slow_ios++;
4712                                 mutex_exit(&zio->io_vd->vdev_stat_lock);
4713
4714                                 (void) zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DELAY,
4715                                     zio->io_spa, zio->io_vd, &zio->io_bookmark,
4716                                     zio, 0);
4717                         }
4718                 }
4719         }
4720
4721         if (zio->io_error) {
4722                 /*
4723                  * If this I/O is attached to a particular vdev,
4724                  * generate an error message describing the I/O failure
4725                  * at the block level.  We ignore these errors if the
4726                  * device is currently unavailable.
4727                  */
4728                 if (zio->io_error != ECKSUM && zio->io_vd != NULL &&
4729                     !vdev_is_dead(zio->io_vd)) {
4730                         int ret = zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO,
4731                             zio->io_spa, zio->io_vd, &zio->io_bookmark, zio, 0);
4732                         if (ret != EALREADY) {
4733                                 mutex_enter(&zio->io_vd->vdev_stat_lock);
4734                                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
4735                                         zio->io_vd->vdev_stat.vs_read_errors++;
4736                                 else if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
4737                                         zio->io_vd->vdev_stat.vs_write_errors++;
4738                                 mutex_exit(&zio->io_vd->vdev_stat_lock);
4739                         }
4740                 }
4741
4742                 if ((zio->io_error == EIO || !(zio->io_flags &
4743                     (ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))) &&
4744                     zio == zio->io_logical) {
4745                         /*
4746                          * For logical I/O requests, tell the SPA to log the
4747                          * error and generate a logical data ereport.
4748                          */
4749                         spa_log_error(zio->io_spa, &zio->io_bookmark,
4750                             &zio->io_bp->blk_birth);
4751                         (void) zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DATA,
4752                             zio->io_spa, NULL, &zio->io_bookmark, zio, 0);
4753                 }
4754         }
4755
4756         if (zio->io_error && zio == zio->io_logical) {
4757                 /*
4758                  * Determine whether zio should be reexecuted.  This will
4759                  * propagate all the way to the root via zio_notify_parent().
4760                  */
4761                 ASSERT(zio->io_vd == NULL && zio->io_bp != NULL);
4762                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
4763
4764                 if (IO_IS_ALLOCATING(zio) &&
4765                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL)) {
4766                         if (zio->io_error != ENOSPC)
4767                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_NOW;
4768                         else
4769                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
4770                 }
4771
4772                 if ((zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
4773                     zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) &&
4774                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) &&
4775                     zio->io_error == ENXIO &&
4776                     spa_load_state(zio->io_spa) == SPA_LOAD_NONE &&
4777                     spa_get_failmode(zio->io_spa) != ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE)
4778                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
4779
4780                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL) && !zio->io_reexecute)
4781                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
4782
4783                 /*
4784                  * Here is a possibly good place to attempt to do
4785                  * either combinatorial reconstruction or error correction
4786                  * based on checksums.  It also might be a good place
4787                  * to send out preliminary ereports before we suspend
4788                  * processing.
4789                  */
4790         }
4791
4792         /*
4793          * If there were logical child errors, they apply to us now.
4794          * We defer this until now to avoid conflating logical child
4795          * errors with errors that happened to the zio itself when
4796          * updating vdev stats and reporting FMA events above.
4797          */
4798         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL);
4799
4800         if ((zio->io_error || zio->io_reexecute) &&
4801             IO_IS_ALLOCATING(zio) && zio->io_gang_leader == zio &&
4802             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)))
4803                 zio_dva_unallocate(zio, zio->io_gang_tree, zio->io_bp);
4804
4805         zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
4806
4807         /*
4808          * Godfather I/Os should never suspend.
4809          */
4810         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
4811             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND))
4812                 zio->io_reexecute &= ~ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
4813
4814         if (zio->io_reexecute) {
4815                 /*
4816                  * This is a logical I/O that wants to reexecute.
4817                  *
4818                  * Reexecute is top-down.  When an i/o fails, if it's not
4819                  * the root, it simply notifies its parent and sticks around.
4820                  * The parent, seeing that it still has children in zio_done(),
4821                  * does the same.  This percolates all the way up to the root.
4822                  * The root i/o will reexecute or suspend the entire tree.
4823                  *
4824                  * This approach ensures that zio_reexecute() honors
4825                  * all the original i/o dependency relationships, e.g.
4826                  * parents not executing until children are ready.
4827                  */
4828                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
4829
4830                 zio->io_gang_leader = NULL;
4831
4832                 mutex_enter(&zio->io_lock);
4833                 zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
4834                 mutex_exit(&zio->io_lock);
4835
4836                 /*
4837                  * "The Godfather" I/O monitors its children but is
4838                  * not a true parent to them. It will track them through
4839                  * the pipeline but severs its ties whenever they get into
4840                  * trouble (e.g. suspended). This allows "The Godfather"
4841                  * I/O to return status without blocking.
4842                  */
4843                 zl = NULL;
4844                 for (pio = zio_walk_parents(zio, &zl); pio != NULL;
4845                     pio = pio_next) {
4846                         zio_link_t *remove_zl = zl;
4847                         pio_next = zio_walk_parents(zio, &zl);
4848
4849                         if ((pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
4850                             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND)) {
4851                                 zio_remove_child(pio, zio, remove_zl);
4852                                 /*
4853                                  * This is a rare code path, so we don't
4854                                  * bother with "next_to_execute".
4855                                  */
4856                                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE,
4857                                     NULL);
4858                         }
4859                 }
4860
4861                 if ((pio = zio_unique_parent(zio)) != NULL) {
4862                         /*
4863                          * We're not a root i/o, so there's nothing to do
4864                          * but notify our parent.  Don't propagate errors
4865                          * upward since we haven't permanently failed yet.
4866                          */
4867                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
4868                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
4869                         /*
4870                          * This is a rare code path, so we don't bother with
4871                          * "next_to_execute".
4872                          */
4873                         zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE, NULL);
4874                 } else if (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND) {
4875                         /*
4876                          * We'd fail again if we reexecuted now, so suspend
4877                          * until conditions improve (e.g. device comes online).
4878                          */
4879                         zio_suspend(zio->io_spa, zio, ZIO_SUSPEND_IOERR);
4880                 } else {
4881                         /*
4882                          * Reexecution is potentially a huge amount of work.
4883                          * Hand it off to the otherwise-unused claim taskq.
4884                          */
4885                         ASSERT(taskq_empty_ent(&zio->io_tqent));
4886                         spa_taskq_dispatch_ent(zio->io_spa,
4887                             ZIO_TYPE_CLAIM, ZIO_TASKQ_ISSUE,
4888                             zio_reexecute, zio, 0, &zio->io_tqent);
4889                 }
4890                 return (NULL);
4891         }
4892
4893         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
4894         ASSERT(zio->io_reexecute == 0);
4895         ASSERT(zio->io_error == 0 || (zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL));
4896
4897         /*
4898          * Report any checksum errors, since the I/O is complete.
4899          */
4900         while (zio->io_cksum_report != NULL) {
4901                 zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
4902                 zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
4903                 zcr->zcr_next = NULL;
4904                 zcr->zcr_finish(zcr, NULL);
4905                 zfs_ereport_free_checksum(zcr);
4906         }
4907
4908         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_FASTWRITE && zio->io_bp &&
4909             !BP_IS_HOLE(zio->io_bp) && !BP_IS_EMBEDDED(zio->io_bp) &&
4910             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE)) {
4911                 metaslab_fastwrite_unmark(zio->io_spa, zio->io_bp);
4912         }
4913
4914         /*
4915          * It is the responsibility of the done callback to ensure that this
4916          * particular zio is no longer discoverable for adoption, and as
4917          * such, cannot acquire any new parents.
4918          */
4919         if (zio->io_done)
4920                 zio->io_done(zio);
4921
4922         mutex_enter(&zio->io_lock);
4923         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
4924         mutex_exit(&zio->io_lock);
4925
4926         /*
4927          * We are done executing this zio.  We may want to execute a parent
4928          * next.  See the comment in zio_notify_parent().
4929          */
4930         zio_t *next_to_execute = NULL;
4931         zl = NULL;
4932         for (pio = zio_walk_parents(zio, &zl); pio != NULL; pio = pio_next) {
4933                 zio_link_t *remove_zl = zl;
4934                 pio_next = zio_walk_parents(zio, &zl);
4935                 zio_remove_child(pio, zio, remove_zl);
4936                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE, &next_to_execute);
4937         }
4938
4939         if (zio->io_waiter != NULL) {
4940                 mutex_enter(&zio->io_lock);
4941                 zio->io_executor = NULL;
4942                 cv_broadcast(&zio->io_cv);
4943                 mutex_exit(&zio->io_lock);
4944         } else {
4945                 zio_destroy(zio);
4946         }
4947
4948         return (next_to_execute);
4949 }
4950
4951 /*
4952  * ==========================================================================
4953  * I/O pipeline definition
4954  * ==========================================================================
4955  */
4956 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[] = {
4957         NULL,
4958         zio_read_bp_init,
4959         zio_write_bp_init,
4960         zio_free_bp_init,
4961         zio_issue_async,
4962         zio_write_compress,
4963         zio_encrypt,
4964         zio_checksum_generate,
4965         zio_nop_write,
4966         zio_brt_free,
4967         zio_ddt_read_start,
4968         zio_ddt_read_done,
4969         zio_ddt_write,
4970         zio_ddt_free,
4971         zio_gang_assemble,
4972         zio_gang_issue,
4973         zio_dva_throttle,
4974         zio_dva_allocate,
4975         zio_dva_free,
4976         zio_dva_claim,
4977         zio_ready,
4978         zio_vdev_io_start,
4979         zio_vdev_io_done,
4980         zio_vdev_io_assess,
4981         zio_checksum_verify,
4982         zio_done
4983 };
4984
4985
4986
4987
4988 /*
4989  * Compare two zbookmark_phys_t's to see which we would reach first in a
4990  * pre-order traversal of the object tree.
4991  *
4992  * This is simple in every case aside from the meta-dnode object. For all other
4993  * objects, we traverse them in order (object 1 before object 2, and so on).
4994  * However, all of these objects are traversed while traversing object 0, since
4995  * the data it points to is the list of objects.  Thus, we need to convert to a
4996  * canonical representation so we can compare meta-dnode bookmarks to
4997  * non-meta-dnode bookmarks.
4998  *
4999  * We do this by calculating "equivalents" for each field of the zbookmark.
5000  * zbookmarks outside of the meta-dnode use their own object and level, and
5001  * calculate the level 0 equivalent (the first L0 blkid that is contained in the
5002  * blocks this bookmark refers to) by multiplying their blkid by their span
5003  * (the number of L0 blocks contained within one block at their level).
5004  * zbookmarks inside the meta-dnode calculate their object equivalent
5005  * (which is L0equiv * dnodes per data block), use 0 for their L0equiv, and use
5006  * level + 1<<31 (any value larger than a level could ever be) for their level.
5007  * This causes them to always compare before a bookmark in their object
5008  * equivalent, compare appropriately to bookmarks in other objects, and to
5009  * compare appropriately to other bookmarks in the meta-dnode.
5010  */
5011 int
5012 zbookmark_compare(uint16_t dbss1, uint8_t ibs1, uint16_t dbss2, uint8_t ibs2,
5013     const zbookmark_phys_t *zb1, const zbookmark_phys_t *zb2)
5014 {
5015         /*
5016          * These variables represent the "equivalent" values for the zbookmark,
5017          * after converting zbookmarks inside the meta dnode to their
5018          * normal-object equivalents.
5019          */
5020         uint64_t zb1obj, zb2obj;
5021         uint64_t zb1L0, zb2L0;
5022         uint64_t zb1level, zb2level;
5023
5024         if (zb1->zb_object == zb2->zb_object &&
5025             zb1->zb_level == zb2->zb_level &&
5026             zb1->zb_blkid == zb2->zb_blkid)
5027                 return (0);
5028
5029         IMPLY(zb1->zb_level > 0, ibs1 >= SPA_MINBLOCKSHIFT);
5030         IMPLY(zb2->zb_level > 0, ibs2 >= SPA_MINBLOCKSHIFT);
5031
5032         /*
5033          * BP_SPANB calculates the span in blocks.
5034          */
5035         zb1L0 = (zb1->zb_blkid) * BP_SPANB(ibs1, zb1->zb_level);
5036         zb2L0 = (zb2->zb_blkid) * BP_SPANB(ibs2, zb2->zb_level);
5037
5038         if (zb1->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
5039                 zb1obj = zb1L0 * (dbss1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT - DNODE_SHIFT));
5040                 zb1L0 = 0;
5041                 zb1level = zb1->zb_level + COMPARE_META_LEVEL;
5042         } else {
5043                 zb1obj = zb1->zb_object;
5044                 zb1level = zb1->zb_level;
5045         }
5046
5047         if (zb2->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
5048                 zb2obj = zb2L0 * (dbss2 << (SPA_MINBLOCKSHIFT - DNODE_SHIFT));
5049                 zb2L0 = 0;
5050                 zb2level = zb2->zb_level + COMPARE_META_LEVEL;
5051         } else {
5052                 zb2obj = zb2->zb_object;
5053                 zb2level = zb2->zb_level;
5054         }
5055
5056         /* Now that we have a canonical representation, do the comparison. */
5057         if (zb1obj != zb2obj)
5058                 return (zb1obj < zb2obj ? -1 : 1);
5059         else if (zb1L0 != zb2L0)
5060                 return (zb1L0 < zb2L0 ? -1 : 1);
5061         else if (zb1level != zb2level)
5062                 return (zb1level > zb2level ? -1 : 1);
5063         /*
5064          * This can (theoretically) happen if the bookmarks have the same object
5065          * and level, but different blkids, if the block sizes are not the same.
5066          * There is presently no way to change the indirect block sizes
5067          */
5068         return (0);
5069 }
5070
5071 /*
5072  *  This function checks the following: given that last_block is the place that
5073  *  our traversal stopped last time, does that guarantee that we've visited
5074  *  every node under subtree_root?  Therefore, we can't just use the raw output
5075  *  of zbookmark_compare.  We have to pass in a modified version of
5076  *  subtree_root; by incrementing the block id, and then checking whether
5077  *  last_block is before or equal to that, we can tell whether or not having
5078  *  visited last_block implies that all of subtree_root's children have been
5079  *  visited.
5080  */
5081 boolean_t
5082 zbookmark_subtree_completed(const dnode_phys_t *dnp,
5083     const zbookmark_phys_t *subtree_root, const zbookmark_phys_t *last_block)
5084 {
5085         zbookmark_phys_t mod_zb = *subtree_root;
5086         mod_zb.zb_blkid++;
5087         ASSERT0(last_block->zb_level);
5088
5089         /* The objset_phys_t isn't before anything. */
5090         if (dnp == NULL)
5091                 return (B_FALSE);
5092
5093         /*
5094          * We pass in 1ULL << (DNODE_BLOCK_SHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT) for the
5095          * data block size in sectors, because that variable is only used if
5096          * the bookmark refers to a block in the meta-dnode.  Since we don't
5097          * know without examining it what object it refers to, and there's no
5098          * harm in passing in this value in other cases, we always pass it in.
5099          *
5100          * We pass in 0 for the indirect block size shift because zb2 must be
5101          * level 0.  The indirect block size is only used to calculate the span
5102          * of the bookmark, but since the bookmark must be level 0, the span is
5103          * always 1, so the math works out.
5104          *
5105          * If you make changes to how the zbookmark_compare code works, be sure
5106          * to make sure that this code still works afterwards.
5107          */
5108         return (zbookmark_compare(dnp->dn_datablkszsec, dnp->dn_indblkshift,
5109             1ULL << (DNODE_BLOCK_SHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT), 0, &mod_zb,
5110             last_block) <= 0);
5111 }
5112
5113 /*
5114  * This function is similar to zbookmark_subtree_completed(), but returns true
5115  * if subtree_root is equal or ahead of last_block, i.e. still to be done.
5116  */
5117 boolean_t
5118 zbookmark_subtree_tbd(const dnode_phys_t *dnp,
5119     const zbookmark_phys_t *subtree_root, const zbookmark_phys_t *last_block)
5120 {
5121         ASSERT0(last_block->zb_level);
5122         if (dnp == NULL)
5123                 return (B_FALSE);
5124         return (zbookmark_compare(dnp->dn_datablkszsec, dnp->dn_indblkshift,
5125             1ULL << (DNODE_BLOCK_SHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT), 0, subtree_root,
5126             last_block) >= 0);
5127 }
5128
5129 EXPORT_SYMBOL(zio_type_name);
5130 EXPORT_SYMBOL(zio_buf_alloc);
5131 EXPORT_SYMBOL(zio_data_buf_alloc);
5132 EXPORT_SYMBOL(zio_buf_free);
5133 EXPORT_SYMBOL(zio_data_buf_free);
5134
5135 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_zio, zio_, slow_io_ms, INT, ZMOD_RW,
5136         "Max I/O completion time (milliseconds) before marking it as slow");
5137
5138 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_zio, zio_, requeue_io_start_cut_in_line, INT, ZMOD_RW,
5139         "Prioritize requeued I/O");
5140
5141 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, sync_pass_deferred_free,  UINT, ZMOD_RW,
5142         "Defer frees starting in this pass");
5143
5144 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, sync_pass_dont_compress, UINT, ZMOD_RW,
5145         "Don't compress starting in this pass");
5146
5147 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, sync_pass_rewrite, UINT, ZMOD_RW,
5148         "Rewrite new bps starting in this pass");
5149
5150 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_zio, zio_, dva_throttle_enabled, INT, ZMOD_RW,
5151         "Throttle block allocations in the ZIO pipeline");
5152
5153 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_zio, zio_, deadman_log_all, INT, ZMOD_RW,
5154         "Log all slow ZIOs, not just those with vdevs");