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