]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/zio.c
MFV r275783:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / 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 http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2011, 2014 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2011 Nexenta Systems, Inc. All rights reserved.
25  */
26
27 #include <sys/sysmacros.h>
28 #include <sys/zfs_context.h>
29 #include <sys/fm/fs/zfs.h>
30 #include <sys/spa.h>
31 #include <sys/txg.h>
32 #include <sys/spa_impl.h>
33 #include <sys/vdev_impl.h>
34 #include <sys/zio_impl.h>
35 #include <sys/zio_compress.h>
36 #include <sys/zio_checksum.h>
37 #include <sys/dmu_objset.h>
38 #include <sys/arc.h>
39 #include <sys/ddt.h>
40 #include <sys/trim_map.h>
41 #include <sys/blkptr.h>
42 #include <sys/zfeature.h>
43
44 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
45 SYSCTL_NODE(_vfs_zfs, OID_AUTO, zio, CTLFLAG_RW, 0, "ZFS ZIO");
46 #if defined(__amd64__)
47 static int zio_use_uma = 1;
48 #else
49 static int zio_use_uma = 0;
50 #endif
51 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, use_uma, CTLFLAG_RDTUN, &zio_use_uma, 0,
52     "Use uma(9) for ZIO allocations");
53 static int zio_exclude_metadata = 0;
54 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, exclude_metadata, CTLFLAG_RDTUN, &zio_exclude_metadata, 0,
55     "Exclude metadata buffers from dumps as well");
56
57 zio_trim_stats_t zio_trim_stats = {
58         { "bytes",              KSTAT_DATA_UINT64,
59           "Number of bytes successfully TRIMmed" },
60         { "success",            KSTAT_DATA_UINT64,
61           "Number of successful TRIM requests" },
62         { "unsupported",        KSTAT_DATA_UINT64,
63           "Number of TRIM requests that failed because TRIM is not supported" },
64         { "failed",             KSTAT_DATA_UINT64,
65           "Number of TRIM requests that failed for reasons other than not supported" },
66 };
67
68 static kstat_t *zio_trim_ksp;
69
70 /*
71  * ==========================================================================
72  * I/O type descriptions
73  * ==========================================================================
74  */
75 const char *zio_type_name[ZIO_TYPES] = {
76         "zio_null", "zio_read", "zio_write", "zio_free", "zio_claim",
77         "zio_ioctl"
78 };
79
80 /*
81  * ==========================================================================
82  * I/O kmem caches
83  * ==========================================================================
84  */
85 kmem_cache_t *zio_cache;
86 kmem_cache_t *zio_link_cache;
87 kmem_cache_t *zio_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
88 kmem_cache_t *zio_data_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
89
90 #ifdef _KERNEL
91 extern vmem_t *zio_alloc_arena;
92 #endif
93
94 #define ZIO_PIPELINE_CONTINUE           0x100
95 #define ZIO_PIPELINE_STOP               0x101
96
97 /*
98  * The following actions directly effect the spa's sync-to-convergence logic.
99  * The values below define the sync pass when we start performing the action.
100  * Care should be taken when changing these values as they directly impact
101  * spa_sync() performance. Tuning these values may introduce subtle performance
102  * pathologies and should only be done in the context of performance analysis.
103  * These tunables will eventually be removed and replaced with #defines once
104  * enough analysis has been done to determine optimal values.
105  *
106  * The 'zfs_sync_pass_deferred_free' pass must be greater than 1 to ensure that
107  * regular blocks are not deferred.
108  */
109 int zfs_sync_pass_deferred_free = 2; /* defer frees starting in this pass */
110 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_deferred_free, CTLFLAG_RDTUN,
111     &zfs_sync_pass_deferred_free, 0, "defer frees starting in this pass");
112 int zfs_sync_pass_dont_compress = 5; /* don't compress starting in this pass */
113 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_dont_compress, CTLFLAG_RDTUN,
114     &zfs_sync_pass_dont_compress, 0, "don't compress starting in this pass");
115 int zfs_sync_pass_rewrite = 2; /* rewrite new bps starting in this pass */
116 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_rewrite, CTLFLAG_RDTUN,
117     &zfs_sync_pass_rewrite, 0, "rewrite new bps starting in this pass");
118
119 /*
120  * An allocating zio is one that either currently has the DVA allocate
121  * stage set or will have it later in its lifetime.
122  */
123 #define IO_IS_ALLOCATING(zio) ((zio)->io_orig_pipeline & ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE)
124
125 boolean_t       zio_requeue_io_start_cut_in_line = B_TRUE;
126
127 #ifdef ZFS_DEBUG
128 int zio_buf_debug_limit = 16384;
129 #else
130 int zio_buf_debug_limit = 0;
131 #endif
132
133 void
134 zio_init(void)
135 {
136         size_t c;
137         zio_cache = kmem_cache_create("zio_cache",
138             sizeof (zio_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
139         zio_link_cache = kmem_cache_create("zio_link_cache",
140             sizeof (zio_link_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
141         if (!zio_use_uma)
142                 goto out;
143
144         /*
145          * For small buffers, we want a cache for each multiple of
146          * SPA_MINBLOCKSIZE.  For larger buffers, we want a cache
147          * for each quarter-power of 2.
148          */
149         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
150                 size_t size = (c + 1) << SPA_MINBLOCKSHIFT;
151                 size_t p2 = size;
152                 size_t align = 0;
153                 size_t cflags = (size > zio_buf_debug_limit) ? KMC_NODEBUG : 0;
154
155                 while (!ISP2(p2))
156                         p2 &= p2 - 1;
157
158 #ifdef illumos
159 #ifndef _KERNEL
160                 /*
161                  * If we are using watchpoints, put each buffer on its own page,
162                  * to eliminate the performance overhead of trapping to the
163                  * kernel when modifying a non-watched buffer that shares the
164                  * page with a watched buffer.
165                  */
166                 if (arc_watch && !IS_P2ALIGNED(size, PAGESIZE))
167                         continue;
168 #endif
169 #endif /* illumos */
170                 if (size <= 4 * SPA_MINBLOCKSIZE) {
171                         align = SPA_MINBLOCKSIZE;
172                 } else if (IS_P2ALIGNED(size, p2 >> 2)) {
173                         align = MIN(p2 >> 2, PAGESIZE);
174                 }
175
176                 if (align != 0) {
177                         char name[36];
178                         (void) sprintf(name, "zio_buf_%lu", (ulong_t)size);
179                         zio_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
180                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, cflags);
181
182                         /*
183                          * Since zio_data bufs do not appear in crash dumps, we
184                          * pass KMC_NOTOUCH so that no allocator metadata is
185                          * stored with the buffers.
186                          */
187                         (void) sprintf(name, "zio_data_buf_%lu", (ulong_t)size);
188                         zio_data_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
189                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
190                             cflags | KMC_NOTOUCH | KMC_NODEBUG);
191                 }
192         }
193
194         while (--c != 0) {
195                 ASSERT(zio_buf_cache[c] != NULL);
196                 if (zio_buf_cache[c - 1] == NULL)
197                         zio_buf_cache[c - 1] = zio_buf_cache[c];
198
199                 ASSERT(zio_data_buf_cache[c] != NULL);
200                 if (zio_data_buf_cache[c - 1] == NULL)
201                         zio_data_buf_cache[c - 1] = zio_data_buf_cache[c];
202         }
203 out:
204
205         zio_inject_init();
206
207         zio_trim_ksp = kstat_create("zfs", 0, "zio_trim", "misc",
208             KSTAT_TYPE_NAMED,
209             sizeof(zio_trim_stats) / sizeof(kstat_named_t),
210             KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
211
212         if (zio_trim_ksp != NULL) {
213                 zio_trim_ksp->ks_data = &zio_trim_stats;
214                 kstat_install(zio_trim_ksp);
215         }
216 }
217
218 void
219 zio_fini(void)
220 {
221         size_t c;
222         kmem_cache_t *last_cache = NULL;
223         kmem_cache_t *last_data_cache = NULL;
224
225         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
226                 if (zio_buf_cache[c] != last_cache) {
227                         last_cache = zio_buf_cache[c];
228                         kmem_cache_destroy(zio_buf_cache[c]);
229                 }
230                 zio_buf_cache[c] = NULL;
231
232                 if (zio_data_buf_cache[c] != last_data_cache) {
233                         last_data_cache = zio_data_buf_cache[c];
234                         kmem_cache_destroy(zio_data_buf_cache[c]);
235                 }
236                 zio_data_buf_cache[c] = NULL;
237         }
238
239         kmem_cache_destroy(zio_link_cache);
240         kmem_cache_destroy(zio_cache);
241
242         zio_inject_fini();
243
244         if (zio_trim_ksp != NULL) {
245                 kstat_delete(zio_trim_ksp);
246                 zio_trim_ksp = NULL;
247         }
248 }
249
250 /*
251  * ==========================================================================
252  * Allocate and free I/O buffers
253  * ==========================================================================
254  */
255
256 /*
257  * Use zio_buf_alloc to allocate ZFS metadata.  This data will appear in a
258  * crashdump if the kernel panics, so use it judiciously.  Obviously, it's
259  * useful to inspect ZFS metadata, but if possible, we should avoid keeping
260  * excess / transient data in-core during a crashdump.
261  */
262 void *
263 zio_buf_alloc(size_t size)
264 {
265         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
266         int flags = zio_exclude_metadata ? KM_NODEBUG : 0;
267
268         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
269
270         if (zio_use_uma)
271                 return (kmem_cache_alloc(zio_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
272         else
273                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP|flags));
274 }
275
276 /*
277  * Use zio_data_buf_alloc to allocate data.  The data will not appear in a
278  * crashdump if the kernel panics.  This exists so that we will limit the amount
279  * of ZFS data that shows up in a kernel crashdump.  (Thus reducing the amount
280  * of kernel heap dumped to disk when the kernel panics)
281  */
282 void *
283 zio_data_buf_alloc(size_t size)
284 {
285         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
286
287         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
288
289         if (zio_use_uma)
290                 return (kmem_cache_alloc(zio_data_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
291         else
292                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP | KM_NODEBUG));
293 }
294
295 void
296 zio_buf_free(void *buf, size_t size)
297 {
298         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
299
300         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
301
302         if (zio_use_uma)
303                 kmem_cache_free(zio_buf_cache[c], buf);
304         else
305                 kmem_free(buf, size);
306 }
307
308 void
309 zio_data_buf_free(void *buf, size_t size)
310 {
311         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
312
313         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
314
315         if (zio_use_uma)
316                 kmem_cache_free(zio_data_buf_cache[c], buf);
317         else
318                 kmem_free(buf, size);
319 }
320
321 /*
322  * ==========================================================================
323  * Push and pop I/O transform buffers
324  * ==========================================================================
325  */
326 static void
327 zio_push_transform(zio_t *zio, void *data, uint64_t size, uint64_t bufsize,
328         zio_transform_func_t *transform)
329 {
330         zio_transform_t *zt = kmem_alloc(sizeof (zio_transform_t), KM_SLEEP);
331
332         zt->zt_orig_data = zio->io_data;
333         zt->zt_orig_size = zio->io_size;
334         zt->zt_bufsize = bufsize;
335         zt->zt_transform = transform;
336
337         zt->zt_next = zio->io_transform_stack;
338         zio->io_transform_stack = zt;
339
340         zio->io_data = data;
341         zio->io_size = size;
342 }
343
344 static void
345 zio_pop_transforms(zio_t *zio)
346 {
347         zio_transform_t *zt;
348
349         while ((zt = zio->io_transform_stack) != NULL) {
350                 if (zt->zt_transform != NULL)
351                         zt->zt_transform(zio,
352                             zt->zt_orig_data, zt->zt_orig_size);
353
354                 if (zt->zt_bufsize != 0)
355                         zio_buf_free(zio->io_data, zt->zt_bufsize);
356
357                 zio->io_data = zt->zt_orig_data;
358                 zio->io_size = zt->zt_orig_size;
359                 zio->io_transform_stack = zt->zt_next;
360
361                 kmem_free(zt, sizeof (zio_transform_t));
362         }
363 }
364
365 /*
366  * ==========================================================================
367  * I/O transform callbacks for subblocks and decompression
368  * ==========================================================================
369  */
370 static void
371 zio_subblock(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
372 {
373         ASSERT(zio->io_size > size);
374
375         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
376                 bcopy(zio->io_data, data, size);
377 }
378
379 static void
380 zio_decompress(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
381 {
382         if (zio->io_error == 0 &&
383             zio_decompress_data(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp),
384             zio->io_data, data, zio->io_size, size) != 0)
385                 zio->io_error = SET_ERROR(EIO);
386 }
387
388 /*
389  * ==========================================================================
390  * I/O parent/child relationships and pipeline interlocks
391  * ==========================================================================
392  */
393 /*
394  * NOTE - Callers to zio_walk_parents() and zio_walk_children must
395  *        continue calling these functions until they return NULL.
396  *        Otherwise, the next caller will pick up the list walk in
397  *        some indeterminate state.  (Otherwise every caller would
398  *        have to pass in a cookie to keep the state represented by
399  *        io_walk_link, which gets annoying.)
400  */
401 zio_t *
402 zio_walk_parents(zio_t *cio)
403 {
404         zio_link_t *zl = cio->io_walk_link;
405         list_t *pl = &cio->io_parent_list;
406
407         zl = (zl == NULL) ? list_head(pl) : list_next(pl, zl);
408         cio->io_walk_link = zl;
409
410         if (zl == NULL)
411                 return (NULL);
412
413         ASSERT(zl->zl_child == cio);
414         return (zl->zl_parent);
415 }
416
417 zio_t *
418 zio_walk_children(zio_t *pio)
419 {
420         zio_link_t *zl = pio->io_walk_link;
421         list_t *cl = &pio->io_child_list;
422
423         zl = (zl == NULL) ? list_head(cl) : list_next(cl, zl);
424         pio->io_walk_link = zl;
425
426         if (zl == NULL)
427                 return (NULL);
428
429         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
430         return (zl->zl_child);
431 }
432
433 zio_t *
434 zio_unique_parent(zio_t *cio)
435 {
436         zio_t *pio = zio_walk_parents(cio);
437
438         VERIFY(zio_walk_parents(cio) == NULL);
439         return (pio);
440 }
441
442 void
443 zio_add_child(zio_t *pio, zio_t *cio)
444 {
445         zio_link_t *zl = kmem_cache_alloc(zio_link_cache, KM_SLEEP);
446
447         /*
448          * Logical I/Os can have logical, gang, or vdev children.
449          * Gang I/Os can have gang or vdev children.
450          * Vdev I/Os can only have vdev children.
451          * The following ASSERT captures all of these constraints.
452          */
453         ASSERT(cio->io_child_type <= pio->io_child_type);
454
455         zl->zl_parent = pio;
456         zl->zl_child = cio;
457
458         mutex_enter(&cio->io_lock);
459         mutex_enter(&pio->io_lock);
460
461         ASSERT(pio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] == 0);
462
463         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
464                 pio->io_children[cio->io_child_type][w] += !cio->io_state[w];
465
466         list_insert_head(&pio->io_child_list, zl);
467         list_insert_head(&cio->io_parent_list, zl);
468
469         pio->io_child_count++;
470         cio->io_parent_count++;
471
472         mutex_exit(&pio->io_lock);
473         mutex_exit(&cio->io_lock);
474 }
475
476 static void
477 zio_remove_child(zio_t *pio, zio_t *cio, zio_link_t *zl)
478 {
479         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
480         ASSERT(zl->zl_child == cio);
481
482         mutex_enter(&cio->io_lock);
483         mutex_enter(&pio->io_lock);
484
485         list_remove(&pio->io_child_list, zl);
486         list_remove(&cio->io_parent_list, zl);
487
488         pio->io_child_count--;
489         cio->io_parent_count--;
490
491         mutex_exit(&pio->io_lock);
492         mutex_exit(&cio->io_lock);
493
494         kmem_cache_free(zio_link_cache, zl);
495 }
496
497 static boolean_t
498 zio_wait_for_children(zio_t *zio, enum zio_child child, enum zio_wait_type wait)
499 {
500         uint64_t *countp = &zio->io_children[child][wait];
501         boolean_t waiting = B_FALSE;
502
503         mutex_enter(&zio->io_lock);
504         ASSERT(zio->io_stall == NULL);
505         if (*countp != 0) {
506                 zio->io_stage >>= 1;
507                 zio->io_stall = countp;
508                 waiting = B_TRUE;
509         }
510         mutex_exit(&zio->io_lock);
511
512         return (waiting);
513 }
514
515 static void
516 zio_notify_parent(zio_t *pio, zio_t *zio, enum zio_wait_type wait)
517 {
518         uint64_t *countp = &pio->io_children[zio->io_child_type][wait];
519         int *errorp = &pio->io_child_error[zio->io_child_type];
520
521         mutex_enter(&pio->io_lock);
522         if (zio->io_error && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))
523                 *errorp = zio_worst_error(*errorp, zio->io_error);
524         pio->io_reexecute |= zio->io_reexecute;
525         ASSERT3U(*countp, >, 0);
526
527         (*countp)--;
528
529         if (*countp == 0 && pio->io_stall == countp) {
530                 pio->io_stall = NULL;
531                 mutex_exit(&pio->io_lock);
532                 zio_execute(pio);
533         } else {
534                 mutex_exit(&pio->io_lock);
535         }
536 }
537
538 static void
539 zio_inherit_child_errors(zio_t *zio, enum zio_child c)
540 {
541         if (zio->io_child_error[c] != 0 && zio->io_error == 0)
542                 zio->io_error = zio->io_child_error[c];
543 }
544
545 /*
546  * ==========================================================================
547  * Create the various types of I/O (read, write, free, etc)
548  * ==========================================================================
549  */
550 static zio_t *
551 zio_create(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
552     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
553     zio_type_t type, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
554     vdev_t *vd, uint64_t offset, const zbookmark_phys_t *zb,
555     enum zio_stage stage, enum zio_stage pipeline)
556 {
557         zio_t *zio;
558
559         ASSERT3U(type == ZIO_TYPE_FREE || size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
560         ASSERT(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
561         ASSERT(P2PHASE(offset, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
562
563         ASSERT(!vd || spa_config_held(spa, SCL_STATE_ALL, RW_READER));
564         ASSERT(!bp || !(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER));
565         ASSERT(vd || stage == ZIO_STAGE_OPEN);
566
567         zio = kmem_cache_alloc(zio_cache, KM_SLEEP);
568         bzero(zio, sizeof (zio_t));
569
570         mutex_init(&zio->io_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
571         cv_init(&zio->io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
572
573         list_create(&zio->io_parent_list, sizeof (zio_link_t),
574             offsetof(zio_link_t, zl_parent_node));
575         list_create(&zio->io_child_list, sizeof (zio_link_t),
576             offsetof(zio_link_t, zl_child_node));
577
578         if (vd != NULL)
579                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_VDEV;
580         else if (flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD)
581                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_GANG;
582         else if (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD)
583                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_DDT;
584         else
585                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_LOGICAL;
586
587         if (bp != NULL) {
588                 zio->io_bp = (blkptr_t *)bp;
589                 zio->io_bp_copy = *bp;
590                 zio->io_bp_orig = *bp;
591                 if (type != ZIO_TYPE_WRITE ||
592                     zio->io_child_type == ZIO_CHILD_DDT)
593                         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;  /* so caller can free */
594                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
595                         zio->io_logical = zio;
596                 if (zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG && BP_IS_GANG(bp))
597                         pipeline |= ZIO_GANG_STAGES;
598         }
599
600         zio->io_spa = spa;
601         zio->io_txg = txg;
602         zio->io_done = done;
603         zio->io_private = private;
604         zio->io_type = type;
605         zio->io_priority = priority;
606         zio->io_vd = vd;
607         zio->io_offset = offset;
608         zio->io_orig_data = zio->io_data = data;
609         zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
610         zio->io_orig_flags = zio->io_flags = flags;
611         zio->io_orig_stage = zio->io_stage = stage;
612         zio->io_orig_pipeline = zio->io_pipeline = pipeline;
613
614         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = (stage >= ZIO_STAGE_READY);
615         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = (stage >= ZIO_STAGE_DONE);
616
617         if (zb != NULL)
618                 zio->io_bookmark = *zb;
619
620         if (pio != NULL) {
621                 if (zio->io_logical == NULL)
622                         zio->io_logical = pio->io_logical;
623                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG)
624                         zio->io_gang_leader = pio->io_gang_leader;
625                 zio_add_child(pio, zio);
626         }
627
628         return (zio);
629 }
630
631 static void
632 zio_destroy(zio_t *zio)
633 {
634         list_destroy(&zio->io_parent_list);
635         list_destroy(&zio->io_child_list);
636         mutex_destroy(&zio->io_lock);
637         cv_destroy(&zio->io_cv);
638         kmem_cache_free(zio_cache, zio);
639 }
640
641 zio_t *
642 zio_null(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, zio_done_func_t *done,
643     void *private, enum zio_flag flags)
644 {
645         zio_t *zio;
646
647         zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
648             ZIO_TYPE_NULL, ZIO_PRIORITY_NOW, flags, vd, 0, NULL,
649             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_INTERLOCK_PIPELINE);
650
651         return (zio);
652 }
653
654 zio_t *
655 zio_root(spa_t *spa, zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
656 {
657         return (zio_null(NULL, spa, NULL, done, private, flags));
658 }
659
660 void
661 zfs_blkptr_verify(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
662 {
663         if (!DMU_OT_IS_VALID(BP_GET_TYPE(bp))) {
664                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid TYPE %llu",
665                     bp, (longlong_t)BP_GET_TYPE(bp));
666         }
667         if (BP_GET_CHECKSUM(bp) >= ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS ||
668             BP_GET_CHECKSUM(bp) <= ZIO_CHECKSUM_ON) {
669                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid CHECKSUM %llu",
670                     bp, (longlong_t)BP_GET_CHECKSUM(bp));
671         }
672         if (BP_GET_COMPRESS(bp) >= ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS ||
673             BP_GET_COMPRESS(bp) <= ZIO_COMPRESS_ON) {
674                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid COMPRESS %llu",
675                     bp, (longlong_t)BP_GET_COMPRESS(bp));
676         }
677         if (BP_GET_LSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
678                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid LSIZE %llu",
679                     bp, (longlong_t)BP_GET_LSIZE(bp));
680         }
681         if (BP_GET_PSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
682                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid PSIZE %llu",
683                     bp, (longlong_t)BP_GET_PSIZE(bp));
684         }
685
686         if (BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
687                 if (BPE_GET_ETYPE(bp) > NUM_BP_EMBEDDED_TYPES) {
688                         zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid ETYPE %llu",
689                             bp, (longlong_t)BPE_GET_ETYPE(bp));
690                 }
691         }
692
693         /*
694          * Pool-specific checks.
695          *
696          * Note: it would be nice to verify that the blk_birth and
697          * BP_PHYSICAL_BIRTH() are not too large.  However, spa_freeze()
698          * allows the birth time of log blocks (and dmu_sync()-ed blocks
699          * that are in the log) to be arbitrarily large.
700          */
701         for (int i = 0; i < BP_GET_NDVAS(bp); i++) {
702                 uint64_t vdevid = DVA_GET_VDEV(&bp->blk_dva[i]);
703                 if (vdevid >= spa->spa_root_vdev->vdev_children) {
704                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
705                             "VDEV %llu",
706                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
707                 }
708                 vdev_t *vd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[vdevid];
709                 if (vd == NULL) {
710                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
711                             "VDEV %llu",
712                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
713                 }
714                 if (vd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
715                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has hole "
716                             "VDEV %llu",
717                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
718
719                 }
720                 if (vd->vdev_ops == &vdev_missing_ops) {
721                         /*
722                          * "missing" vdevs are valid during import, but we
723                          * don't have their detailed info (e.g. asize), so
724                          * we can't perform any more checks on them.
725                          */
726                         continue;
727                 }
728                 uint64_t offset = DVA_GET_OFFSET(&bp->blk_dva[i]);
729                 uint64_t asize = DVA_GET_ASIZE(&bp->blk_dva[i]);
730                 if (BP_IS_GANG(bp))
731                         asize = vdev_psize_to_asize(vd, SPA_GANGBLOCKSIZE);
732                 if (offset + asize > vd->vdev_asize) {
733                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
734                             "OFFSET %llu",
735                             bp, i, (longlong_t)offset);
736                 }
737         }
738 }
739
740 zio_t *
741 zio_read(zio_t *pio, spa_t *spa, const blkptr_t *bp,
742     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
743     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_phys_t *zb)
744 {
745         zio_t *zio;
746
747         zfs_blkptr_verify(spa, bp);
748
749         zio = zio_create(pio, spa, BP_PHYSICAL_BIRTH(bp), bp,
750             data, size, done, private,
751             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, NULL, 0, zb,
752             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
753             ZIO_DDT_CHILD_READ_PIPELINE : ZIO_READ_PIPELINE);
754
755         return (zio);
756 }
757
758 zio_t *
759 zio_write(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp,
760     void *data, uint64_t size, const zio_prop_t *zp,
761     zio_done_func_t *ready, zio_done_func_t *physdone, zio_done_func_t *done,
762     void *private,
763     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_phys_t *zb)
764 {
765         zio_t *zio;
766
767         ASSERT(zp->zp_checksum >= ZIO_CHECKSUM_OFF &&
768             zp->zp_checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS &&
769             zp->zp_compress >= ZIO_COMPRESS_OFF &&
770             zp->zp_compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS &&
771             DMU_OT_IS_VALID(zp->zp_type) &&
772             zp->zp_level < 32 &&
773             zp->zp_copies > 0 &&
774             zp->zp_copies <= spa_max_replication(spa));
775
776         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
777             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
778             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
779             ZIO_DDT_CHILD_WRITE_PIPELINE : ZIO_WRITE_PIPELINE);
780
781         zio->io_ready = ready;
782         zio->io_physdone = physdone;
783         zio->io_prop = *zp;
784
785         /*
786          * Data can be NULL if we are going to call zio_write_override() to
787          * provide the already-allocated BP.  But we may need the data to
788          * verify a dedup hit (if requested).  In this case, don't try to
789          * dedup (just take the already-allocated BP verbatim).
790          */
791         if (data == NULL && zio->io_prop.zp_dedup_verify) {
792                 zio->io_prop.zp_dedup = zio->io_prop.zp_dedup_verify = B_FALSE;
793         }
794
795         return (zio);
796 }
797
798 zio_t *
799 zio_rewrite(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp, void *data,
800     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
801     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, zbookmark_phys_t *zb)
802 {
803         zio_t *zio;
804
805         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
806             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
807             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_REWRITE_PIPELINE);
808
809         return (zio);
810 }
811
812 void
813 zio_write_override(zio_t *zio, blkptr_t *bp, int copies, boolean_t nopwrite)
814 {
815         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
816         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
817         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
818         ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(zio->io_spa));
819
820         /*
821          * We must reset the io_prop to match the values that existed
822          * when the bp was first written by dmu_sync() keeping in mind
823          * that nopwrite and dedup are mutually exclusive.
824          */
825         zio->io_prop.zp_dedup = nopwrite ? B_FALSE : zio->io_prop.zp_dedup;
826         zio->io_prop.zp_nopwrite = nopwrite;
827         zio->io_prop.zp_copies = copies;
828         zio->io_bp_override = bp;
829 }
830
831 void
832 zio_free(spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp)
833 {
834
835         /*
836          * The check for EMBEDDED is a performance optimization.  We
837          * process the free here (by ignoring it) rather than
838          * putting it on the list and then processing it in zio_free_sync().
839          */
840         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
841                 return;
842         metaslab_check_free(spa, bp);
843
844         /*
845          * Frees that are for the currently-syncing txg, are not going to be
846          * deferred, and which will not need to do a read (i.e. not GANG or
847          * DEDUP), can be processed immediately.  Otherwise, put them on the
848          * in-memory list for later processing.
849          */
850         if (zfs_trim_enabled || BP_IS_GANG(bp) || BP_GET_DEDUP(bp) ||
851             txg != spa->spa_syncing_txg ||
852             spa_sync_pass(spa) >= zfs_sync_pass_deferred_free) {
853                 bplist_append(&spa->spa_free_bplist[txg & TXG_MASK], bp);
854         } else {
855                 VERIFY0(zio_wait(zio_free_sync(NULL, spa, txg, bp,
856                     BP_GET_PSIZE(bp), 0)));
857         }
858 }
859
860 zio_t *
861 zio_free_sync(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
862     uint64_t size, enum zio_flag flags)
863 {
864         zio_t *zio;
865         enum zio_stage stage = ZIO_FREE_PIPELINE;
866
867         ASSERT(!BP_IS_HOLE(bp));
868         ASSERT(spa_syncing_txg(spa) == txg);
869         ASSERT(spa_sync_pass(spa) < zfs_sync_pass_deferred_free);
870
871         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
872                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
873
874         metaslab_check_free(spa, bp);
875         arc_freed(spa, bp);
876
877         if (zfs_trim_enabled)
878                 stage |= ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC | ZIO_STAGE_VDEV_IO_START |
879                     ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS;
880         /*
881          * GANG and DEDUP blocks can induce a read (for the gang block header,
882          * or the DDT), so issue them asynchronously so that this thread is
883          * not tied up.
884          */
885         else if (BP_IS_GANG(bp) || BP_GET_DEDUP(bp))
886                 stage |= ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC;
887
888         flags |= ZIO_FLAG_DONT_QUEUE;
889
890         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, size,
891             NULL, NULL, ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
892             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, stage);
893
894         return (zio);
895 }
896
897 zio_t *
898 zio_claim(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
899     zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
900 {
901         zio_t *zio;
902
903         dprintf_bp(bp, "claiming in txg %llu", txg);
904
905         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
906                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
907
908         /*
909          * A claim is an allocation of a specific block.  Claims are needed
910          * to support immediate writes in the intent log.  The issue is that
911          * immediate writes contain committed data, but in a txg that was
912          * *not* committed.  Upon opening the pool after an unclean shutdown,
913          * the intent log claims all blocks that contain immediate write data
914          * so that the SPA knows they're in use.
915          *
916          * All claims *must* be resolved in the first txg -- before the SPA
917          * starts allocating blocks -- so that nothing is allocated twice.
918          * If txg == 0 we just verify that the block is claimable.
919          */
920         ASSERT3U(spa->spa_uberblock.ub_rootbp.blk_birth, <, spa_first_txg(spa));
921         ASSERT(txg == spa_first_txg(spa) || txg == 0);
922         ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp) || !spa_writeable(spa));       /* zdb(1M) */
923
924         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
925             done, private, ZIO_TYPE_CLAIM, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
926             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_CLAIM_PIPELINE);
927
928         return (zio);
929 }
930
931 zio_t *
932 zio_ioctl(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, int cmd, uint64_t offset,
933     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
934     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags)
935 {
936         zio_t *zio;
937         int c;
938
939         if (vd->vdev_children == 0) {
940                 zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, size, done, private,
941                     ZIO_TYPE_IOCTL, priority, flags, vd, offset, NULL,
942                     ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_IOCTL_PIPELINE);
943
944                 zio->io_cmd = cmd;
945         } else {
946                 zio = zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, flags);
947
948                 for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
949                         zio_nowait(zio_ioctl(zio, spa, vd->vdev_child[c], cmd,
950                             offset, size, done, private, priority, flags));
951         }
952
953         return (zio);
954 }
955
956 zio_t *
957 zio_read_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
958     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
959     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
960 {
961         zio_t *zio;
962
963         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
964         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
965             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
966         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
967
968         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
969             ZIO_TYPE_READ, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd, offset,
970             NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_READ_PHYS_PIPELINE);
971
972         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
973
974         return (zio);
975 }
976
977 zio_t *
978 zio_write_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
979     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
980     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
981 {
982         zio_t *zio;
983
984         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
985         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
986             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
987         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
988
989         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
990             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd, offset,
991             NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_WRITE_PHYS_PIPELINE);
992
993         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
994
995         if (zio_checksum_table[checksum].ci_eck) {
996                 /*
997                  * zec checksums are necessarily destructive -- they modify
998                  * the end of the write buffer to hold the verifier/checksum.
999                  * Therefore, we must make a local copy in case the data is
1000                  * being written to multiple places in parallel.
1001                  */
1002                 void *wbuf = zio_buf_alloc(size);
1003                 bcopy(data, wbuf, size);
1004                 zio_push_transform(zio, wbuf, size, size, NULL);
1005         }
1006
1007         return (zio);
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Create a child I/O to do some work for us.
1012  */
1013 zio_t *
1014 zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
1015         void *data, uint64_t size, int type, zio_priority_t priority,
1016         enum zio_flag flags, zio_done_func_t *done, void *private)
1017 {
1018         enum zio_stage pipeline = ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE;
1019         zio_t *zio;
1020
1021         ASSERT(vd->vdev_parent ==
1022             (pio->io_vd ? pio->io_vd : pio->io_spa->spa_root_vdev));
1023
1024         if (type == ZIO_TYPE_READ && bp != NULL) {
1025                 /*
1026                  * If we have the bp, then the child should perform the
1027                  * checksum and the parent need not.  This pushes error
1028                  * detection as close to the leaves as possible and
1029                  * eliminates redundant checksums in the interior nodes.
1030                  */
1031                 pipeline |= ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1032                 pio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1033         }
1034
1035         /* Not all IO types require vdev io done stage e.g. free */
1036         if (!(pio->io_pipeline & ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE))
1037                 pipeline &= ~ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE;
1038
1039         if (vd->vdev_children == 0)
1040                 offset += VDEV_LABEL_START_SIZE;
1041
1042         flags |= ZIO_VDEV_CHILD_FLAGS(pio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
1043
1044         /*
1045          * If we've decided to do a repair, the write is not speculative --
1046          * even if the original read was.
1047          */
1048         if (flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)
1049                 flags &= ~ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
1050
1051         zio = zio_create(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp, data, size,
1052             done, private, type, priority, flags, vd, offset, &pio->io_bookmark,
1053             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, pipeline);
1054
1055         zio->io_physdone = pio->io_physdone;
1056         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && zio->io_logical != NULL)
1057                 zio->io_logical->io_phys_children++;
1058
1059         return (zio);
1060 }
1061
1062 zio_t *
1063 zio_vdev_delegated_io(vdev_t *vd, uint64_t offset, void *data, uint64_t size,
1064         int type, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
1065         zio_done_func_t *done, void *private)
1066 {
1067         zio_t *zio;
1068
1069         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1070
1071         zio = zio_create(NULL, vd->vdev_spa, 0, NULL,
1072             data, size, done, private, type, priority,
1073             flags | ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_DELEGATED,
1074             vd, offset, NULL,
1075             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE);
1076
1077         return (zio);
1078 }
1079
1080 void
1081 zio_flush(zio_t *zio, vdev_t *vd)
1082 {
1083         zio_nowait(zio_ioctl(zio, zio->io_spa, vd, DKIOCFLUSHWRITECACHE, 0, 0,
1084             NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_NOW,
1085             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY));
1086 }
1087
1088 zio_t *
1089 zio_trim(zio_t *zio, spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size)
1090 {
1091
1092         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1093
1094         return (zio_create(zio, spa, 0, NULL, NULL, size, NULL, NULL,
1095             ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_TRIM, ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE |
1096             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY,
1097             vd, offset, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_FREE_PHYS_PIPELINE));
1098 }
1099
1100 void
1101 zio_shrink(zio_t *zio, uint64_t size)
1102 {
1103         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1104         ASSERT(zio->io_orig_size == zio->io_size);
1105         ASSERT(size <= zio->io_size);
1106
1107         /*
1108          * We don't shrink for raidz because of problems with the
1109          * reconstruction when reading back less than the block size.
1110          * Note, BP_IS_RAIDZ() assumes no compression.
1111          */
1112         ASSERT(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp) == ZIO_COMPRESS_OFF);
1113         if (!BP_IS_RAIDZ(zio->io_bp))
1114                 zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
1115 }
1116
1117 /*
1118  * ==========================================================================
1119  * Prepare to read and write logical blocks
1120  * ==========================================================================
1121  */
1122
1123 static int
1124 zio_read_bp_init(zio_t *zio)
1125 {
1126         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1127
1128         if (BP_GET_COMPRESS(bp) != ZIO_COMPRESS_OFF &&
1129             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1130             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW)) {
1131                 uint64_t psize =
1132                     BP_IS_EMBEDDED(bp) ? BPE_GET_PSIZE(bp) : BP_GET_PSIZE(bp);
1133                 void *cbuf = zio_buf_alloc(psize);
1134
1135                 zio_push_transform(zio, cbuf, psize, psize, zio_decompress);
1136         }
1137
1138         if (BP_IS_EMBEDDED(bp) && BPE_GET_ETYPE(bp) == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1139                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1140                 decode_embedded_bp_compressed(bp, zio->io_data);
1141         } else {
1142                 ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
1143         }
1144
1145         if (!DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) && BP_GET_LEVEL(bp) == 0)
1146                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1147
1148         if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_DDT_ZAP)
1149                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1150
1151         if (BP_GET_DEDUP(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
1152                 zio->io_pipeline = ZIO_DDT_READ_PIPELINE;
1153
1154         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1155 }
1156
1157 static int
1158 zio_write_bp_init(zio_t *zio)
1159 {
1160         spa_t *spa = zio->io_spa;
1161         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
1162         enum zio_compress compress = zp->zp_compress;
1163         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1164         uint64_t lsize = zio->io_size;
1165         uint64_t psize = lsize;
1166         int pass = 1;
1167
1168         /*
1169          * If our children haven't all reached the ready stage,
1170          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
1171          */
1172         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
1173             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_READY))
1174                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1175
1176         if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
1177                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1178
1179         ASSERT(zio->io_child_type != ZIO_CHILD_DDT);
1180
1181         if (zio->io_bp_override) {
1182                 ASSERT(bp->blk_birth != zio->io_txg);
1183                 ASSERT(BP_GET_DEDUP(zio->io_bp_override) == 0);
1184
1185                 *bp = *zio->io_bp_override;
1186                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1187
1188                 if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
1189                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1190
1191                 /*
1192                  * If we've been overridden and nopwrite is set then
1193                  * set the flag accordingly to indicate that a nopwrite
1194                  * has already occurred.
1195                  */
1196                 if (!BP_IS_HOLE(bp) && zp->zp_nopwrite) {
1197                         ASSERT(!zp->zp_dedup);
1198                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
1199                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1200                 }
1201
1202                 ASSERT(!zp->zp_nopwrite);
1203
1204                 if (BP_IS_HOLE(bp) || !zp->zp_dedup)
1205                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1206
1207                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup ||
1208                     zp->zp_dedup_verify);
1209
1210                 if (BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum) {
1211                         BP_SET_DEDUP(bp, 1);
1212                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_DDT_WRITE;
1213                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1214                 }
1215                 zio->io_bp_override = NULL;
1216                 BP_ZERO(bp);
1217         }
1218
1219         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg) {
1220                 /*
1221                  * We're rewriting an existing block, which means we're
1222                  * working on behalf of spa_sync().  For spa_sync() to
1223                  * converge, it must eventually be the case that we don't
1224                  * have to allocate new blocks.  But compression changes
1225                  * the blocksize, which forces a reallocate, and makes
1226                  * convergence take longer.  Therefore, after the first
1227                  * few passes, stop compressing to ensure convergence.
1228                  */
1229                 pass = spa_sync_pass(spa);
1230
1231                 ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(spa));
1232                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1233                 ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp));
1234
1235                 if (pass >= zfs_sync_pass_dont_compress)
1236                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1237
1238                 /* Make sure someone doesn't change their mind on overwrites */
1239                 ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp) || MIN(zp->zp_copies + BP_IS_GANG(bp),
1240                     spa_max_replication(spa)) == BP_GET_NDVAS(bp));
1241         }
1242
1243         if (compress != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1244                 void *cbuf = zio_buf_alloc(lsize);
1245                 psize = zio_compress_data(compress, zio->io_data, cbuf, lsize);
1246                 if (psize == 0 || psize == lsize) {
1247                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1248                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1249                 } else if (!zp->zp_dedup && psize <= BPE_PAYLOAD_SIZE &&
1250                     zp->zp_level == 0 && !DMU_OT_HAS_FILL(zp->zp_type) &&
1251                     spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA)) {
1252                         encode_embedded_bp_compressed(bp,
1253                             cbuf, compress, lsize, psize);
1254                         BPE_SET_ETYPE(bp, BP_EMBEDDED_TYPE_DATA);
1255                         BP_SET_TYPE(bp, zio->io_prop.zp_type);
1256                         BP_SET_LEVEL(bp, zio->io_prop.zp_level);
1257                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1258                         bp->blk_birth = zio->io_txg;
1259                         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1260                         ASSERT(spa_feature_is_active(spa,
1261                             SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1262                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1263                 } else {
1264                         /*
1265                          * Round up compressed size to MINBLOCKSIZE and
1266                          * zero the tail.
1267                          */
1268                         size_t rounded =
1269                             P2ROUNDUP(psize, (size_t)SPA_MINBLOCKSIZE);
1270                         if (rounded > psize) {
1271                                 bzero((char *)cbuf + psize, rounded - psize);
1272                                 psize = rounded;
1273                         }
1274                         if (psize == lsize) {
1275                                 compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1276                                 zio_buf_free(cbuf, lsize);
1277                         } else {
1278                                 zio_push_transform(zio, cbuf,
1279                                     psize, lsize, NULL);
1280                         }
1281                 }
1282         }
1283
1284         /*
1285          * The final pass of spa_sync() must be all rewrites, but the first
1286          * few passes offer a trade-off: allocating blocks defers convergence,
1287          * but newly allocated blocks are sequential, so they can be written
1288          * to disk faster.  Therefore, we allow the first few passes of
1289          * spa_sync() to allocate new blocks, but force rewrites after that.
1290          * There should only be a handful of blocks after pass 1 in any case.
1291          */
1292         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg &&
1293             BP_GET_PSIZE(bp) == psize &&
1294             pass >= zfs_sync_pass_rewrite) {
1295                 ASSERT(psize != 0);
1296                 enum zio_stage gang_stages = zio->io_pipeline & ZIO_GANG_STAGES;
1297                 zio->io_pipeline = ZIO_REWRITE_PIPELINE | gang_stages;
1298                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_REWRITE;
1299         } else {
1300                 BP_ZERO(bp);
1301                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
1302         }
1303
1304         if (psize == 0) {
1305                 if (zio->io_bp_orig.blk_birth != 0 &&
1306                     spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_HOLE_BIRTH)) {
1307                         BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1308                         BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1309                         BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1310                         BP_SET_BIRTH(bp, zio->io_txg, 0);
1311                 }
1312                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1313         } else {
1314                 ASSERT(zp->zp_checksum != ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER);
1315                 BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1316                 BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1317                 BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1318                 BP_SET_PSIZE(bp, psize);
1319                 BP_SET_COMPRESS(bp, compress);
1320                 BP_SET_CHECKSUM(bp, zp->zp_checksum);
1321                 BP_SET_DEDUP(bp, zp->zp_dedup);
1322                 BP_SET_BYTEORDER(bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
1323                 if (zp->zp_dedup) {
1324                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1325                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1326                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_WRITE_PIPELINE;
1327                 }
1328                 if (zp->zp_nopwrite) {
1329                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1330                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1331                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_NOP_WRITE;
1332                 }
1333         }
1334
1335         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1336 }
1337
1338 static int
1339 zio_free_bp_init(zio_t *zio)
1340 {
1341         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1342
1343         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL) {
1344                 if (BP_GET_DEDUP(bp))
1345                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_FREE_PIPELINE;
1346         }
1347
1348         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1349 }
1350
1351 /*
1352  * ==========================================================================
1353  * Execute the I/O pipeline
1354  * ==========================================================================
1355  */
1356
1357 static void
1358 zio_taskq_dispatch(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q, boolean_t cutinline)
1359 {
1360         spa_t *spa = zio->io_spa;
1361         zio_type_t t = zio->io_type;
1362         int flags = (cutinline ? TQ_FRONT : 0);
1363
1364         ASSERT(q == ZIO_TASKQ_ISSUE || q == ZIO_TASKQ_INTERRUPT);
1365
1366         /*
1367          * If we're a config writer or a probe, the normal issue and
1368          * interrupt threads may all be blocked waiting for the config lock.
1369          * In this case, select the otherwise-unused taskq for ZIO_TYPE_NULL.
1370          */
1371         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_PROBE))
1372                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1373
1374         /*
1375          * A similar issue exists for the L2ARC write thread until L2ARC 2.0.
1376          */
1377         if (t == ZIO_TYPE_WRITE && zio->io_vd && zio->io_vd->vdev_aux)
1378                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1379
1380         /*
1381          * If this is a high priority I/O, then use the high priority taskq if
1382          * available.
1383          */
1384         if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW &&
1385             spa->spa_zio_taskq[t][q + 1].stqs_count != 0)
1386                 q++;
1387
1388         ASSERT3U(q, <, ZIO_TASKQ_TYPES);
1389
1390         /*
1391          * NB: We are assuming that the zio can only be dispatched
1392          * to a single taskq at a time.  It would be a grievous error
1393          * to dispatch the zio to another taskq at the same time.
1394          */
1395 #if defined(illumos) || !defined(_KERNEL)
1396         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_next == NULL);
1397 #else
1398         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_task.ta_pending == 0);
1399 #endif
1400         spa_taskq_dispatch_ent(spa, t, q, (task_func_t *)zio_execute, zio,
1401             flags, &zio->io_tqent);
1402 }
1403
1404 static boolean_t
1405 zio_taskq_member(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q)
1406 {
1407         kthread_t *executor = zio->io_executor;
1408         spa_t *spa = zio->io_spa;
1409
1410         for (zio_type_t t = 0; t < ZIO_TYPES; t++) {
1411                 spa_taskqs_t *tqs = &spa->spa_zio_taskq[t][q];
1412                 uint_t i;
1413                 for (i = 0; i < tqs->stqs_count; i++) {
1414                         if (taskq_member(tqs->stqs_taskq[i], executor))
1415                                 return (B_TRUE);
1416                 }
1417         }
1418
1419         return (B_FALSE);
1420 }
1421
1422 static int
1423 zio_issue_async(zio_t *zio)
1424 {
1425         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1426
1427         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1428 }
1429
1430 void
1431 zio_interrupt(zio_t *zio)
1432 {
1433         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT, B_FALSE);
1434 }
1435
1436 /*
1437  * Execute the I/O pipeline until one of the following occurs:
1438  *
1439  *      (1) the I/O completes
1440  *      (2) the pipeline stalls waiting for dependent child I/Os
1441  *      (3) the I/O issues, so we're waiting for an I/O completion interrupt
1442  *      (4) the I/O is delegated by vdev-level caching or aggregation
1443  *      (5) the I/O is deferred due to vdev-level queueing
1444  *      (6) the I/O is handed off to another thread.
1445  *
1446  * In all cases, the pipeline stops whenever there's no CPU work; it never
1447  * burns a thread in cv_wait().
1448  *
1449  * There's no locking on io_stage because there's no legitimate way
1450  * for multiple threads to be attempting to process the same I/O.
1451  */
1452 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[];
1453
1454 void
1455 zio_execute(zio_t *zio)
1456 {
1457         zio->io_executor = curthread;
1458
1459         while (zio->io_stage < ZIO_STAGE_DONE) {
1460                 enum zio_stage pipeline = zio->io_pipeline;
1461                 enum zio_stage stage = zio->io_stage;
1462                 int rv;
1463
1464                 ASSERT(!MUTEX_HELD(&zio->io_lock));
1465                 ASSERT(ISP2(stage));
1466                 ASSERT(zio->io_stall == NULL);
1467
1468                 do {
1469                         stage <<= 1;
1470                 } while ((stage & pipeline) == 0);
1471
1472                 ASSERT(stage <= ZIO_STAGE_DONE);
1473
1474                 /*
1475                  * If we are in interrupt context and this pipeline stage
1476                  * will grab a config lock that is held across I/O,
1477                  * or may wait for an I/O that needs an interrupt thread
1478                  * to complete, issue async to avoid deadlock.
1479                  *
1480                  * For VDEV_IO_START, we cut in line so that the io will
1481                  * be sent to disk promptly.
1482                  */
1483                 if ((stage & ZIO_BLOCKING_STAGES) && zio->io_vd == NULL &&
1484                     zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT)) {
1485                         boolean_t cut = (stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START) ?
1486                             zio_requeue_io_start_cut_in_line : B_FALSE;
1487                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
1488                         return;
1489                 }
1490
1491                 zio->io_stage = stage;
1492                 rv = zio_pipeline[highbit64(stage) - 1](zio);
1493
1494                 if (rv == ZIO_PIPELINE_STOP)
1495                         return;
1496
1497                 ASSERT(rv == ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1498         }
1499 }
1500
1501 /*
1502  * ==========================================================================
1503  * Initiate I/O, either sync or async
1504  * ==========================================================================
1505  */
1506 int
1507 zio_wait(zio_t *zio)
1508 {
1509         int error;
1510
1511         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1512         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1513
1514         zio->io_waiter = curthread;
1515
1516         zio_execute(zio);
1517
1518         mutex_enter(&zio->io_lock);
1519         while (zio->io_executor != NULL)
1520                 cv_wait(&zio->io_cv, &zio->io_lock);
1521         mutex_exit(&zio->io_lock);
1522
1523         error = zio->io_error;
1524         zio_destroy(zio);
1525
1526         return (error);
1527 }
1528
1529 void
1530 zio_nowait(zio_t *zio)
1531 {
1532         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1533
1534         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1535             zio_unique_parent(zio) == NULL) {
1536                 /*
1537                  * This is a logical async I/O with no parent to wait for it.
1538                  * We add it to the spa_async_root_zio "Godfather" I/O which
1539                  * will ensure they complete prior to unloading the pool.
1540                  */
1541                 spa_t *spa = zio->io_spa;
1542
1543                 zio_add_child(spa->spa_async_zio_root[CPU_SEQID], zio);
1544         }
1545
1546         zio_execute(zio);
1547 }
1548
1549 /*
1550  * ==========================================================================
1551  * Reexecute or suspend/resume failed I/O
1552  * ==========================================================================
1553  */
1554
1555 static void
1556 zio_reexecute(zio_t *pio)
1557 {
1558         zio_t *cio, *cio_next;
1559
1560         ASSERT(pio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1561         ASSERT(pio->io_orig_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1562         ASSERT(pio->io_gang_leader == NULL);
1563         ASSERT(pio->io_gang_tree == NULL);
1564
1565         pio->io_flags = pio->io_orig_flags;
1566         pio->io_stage = pio->io_orig_stage;
1567         pio->io_pipeline = pio->io_orig_pipeline;
1568         pio->io_reexecute = 0;
1569         pio->io_flags |= ZIO_FLAG_REEXECUTED;
1570         pio->io_error = 0;
1571         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1572                 pio->io_state[w] = 0;
1573         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
1574                 pio->io_child_error[c] = 0;
1575
1576         if (IO_IS_ALLOCATING(pio))
1577                 BP_ZERO(pio->io_bp);
1578
1579         /*
1580          * As we reexecute pio's children, new children could be created.
1581          * New children go to the head of pio's io_child_list, however,
1582          * so we will (correctly) not reexecute them.  The key is that
1583          * the remainder of pio's io_child_list, from 'cio_next' onward,
1584          * cannot be affected by any side effects of reexecuting 'cio'.
1585          */
1586         for (cio = zio_walk_children(pio); cio != NULL; cio = cio_next) {
1587                 cio_next = zio_walk_children(pio);
1588                 mutex_enter(&pio->io_lock);
1589                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1590                         pio->io_children[cio->io_child_type][w]++;
1591                 mutex_exit(&pio->io_lock);
1592                 zio_reexecute(cio);
1593         }
1594
1595         /*
1596          * Now that all children have been reexecuted, execute the parent.
1597          * We don't reexecute "The Godfather" I/O here as it's the
1598          * responsibility of the caller to wait on him.
1599          */
1600         if (!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER))
1601                 zio_execute(pio);
1602 }
1603
1604 void
1605 zio_suspend(spa_t *spa, zio_t *zio)
1606 {
1607         if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_PANIC)
1608                 fm_panic("Pool '%s' has encountered an uncorrectable I/O "
1609                     "failure and the failure mode property for this pool "
1610                     "is set to panic.", spa_name(spa));
1611
1612         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO_FAILURE, spa, NULL, NULL, 0, 0);
1613
1614         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1615
1616         if (spa->spa_suspend_zio_root == NULL)
1617                 spa->spa_suspend_zio_root = zio_root(spa, NULL, NULL,
1618                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE |
1619                     ZIO_FLAG_GODFATHER);
1620
1621         spa->spa_suspended = B_TRUE;
1622
1623         if (zio != NULL) {
1624                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
1625                 ASSERT(zio != spa->spa_suspend_zio_root);
1626                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1627                 ASSERT(zio_unique_parent(zio) == NULL);
1628                 ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DONE);
1629                 zio_add_child(spa->spa_suspend_zio_root, zio);
1630         }
1631
1632         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1633 }
1634
1635 int
1636 zio_resume(spa_t *spa)
1637 {
1638         zio_t *pio;
1639
1640         /*
1641          * Reexecute all previously suspended i/o.
1642          */
1643         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1644         spa->spa_suspended = B_FALSE;
1645         cv_broadcast(&spa->spa_suspend_cv);
1646         pio = spa->spa_suspend_zio_root;
1647         spa->spa_suspend_zio_root = NULL;
1648         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1649
1650         if (pio == NULL)
1651                 return (0);
1652
1653         zio_reexecute(pio);
1654         return (zio_wait(pio));
1655 }
1656
1657 void
1658 zio_resume_wait(spa_t *spa)
1659 {
1660         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1661         while (spa_suspended(spa))
1662                 cv_wait(&spa->spa_suspend_cv, &spa->spa_suspend_lock);
1663         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1664 }
1665
1666 /*
1667  * ==========================================================================
1668  * Gang blocks.
1669  *
1670  * A gang block is a collection of small blocks that looks to the DMU
1671  * like one large block.  When zio_dva_allocate() cannot find a block
1672  * of the requested size, due to either severe fragmentation or the pool
1673  * being nearly full, it calls zio_write_gang_block() to construct the
1674  * block from smaller fragments.
1675  *
1676  * A gang block consists of a gang header (zio_gbh_phys_t) and up to
1677  * three (SPA_GBH_NBLKPTRS) gang members.  The gang header is just like
1678  * an indirect block: it's an array of block pointers.  It consumes
1679  * only one sector and hence is allocatable regardless of fragmentation.
1680  * The gang header's bps point to its gang members, which hold the data.
1681  *
1682  * Gang blocks are self-checksumming, using the bp's <vdev, offset, txg>
1683  * as the verifier to ensure uniqueness of the SHA256 checksum.
1684  * Critically, the gang block bp's blk_cksum is the checksum of the data,
1685  * not the gang header.  This ensures that data block signatures (needed for
1686  * deduplication) are independent of how the block is physically stored.
1687  *
1688  * Gang blocks can be nested: a gang member may itself be a gang block.
1689  * Thus every gang block is a tree in which root and all interior nodes are
1690  * gang headers, and the leaves are normal blocks that contain user data.
1691  * The root of the gang tree is called the gang leader.
1692  *
1693  * To perform any operation (read, rewrite, free, claim) on a gang block,
1694  * zio_gang_assemble() first assembles the gang tree (minus data leaves)
1695  * in the io_gang_tree field of the original logical i/o by recursively
1696  * reading the gang leader and all gang headers below it.  This yields
1697  * an in-core tree containing the contents of every gang header and the
1698  * bps for every constituent of the gang block.
1699  *
1700  * With the gang tree now assembled, zio_gang_issue() just walks the gang tree
1701  * and invokes a callback on each bp.  To free a gang block, zio_gang_issue()
1702  * calls zio_free_gang() -- a trivial wrapper around zio_free() -- for each bp.
1703  * zio_claim_gang() provides a similarly trivial wrapper for zio_claim().
1704  * zio_read_gang() is a wrapper around zio_read() that omits reading gang
1705  * headers, since we already have those in io_gang_tree.  zio_rewrite_gang()
1706  * performs a zio_rewrite() of the data or, for gang headers, a zio_rewrite()
1707  * of the gang header plus zio_checksum_compute() of the data to update the
1708  * gang header's blk_cksum as described above.
1709  *
1710  * The two-phase assemble/issue model solves the problem of partial failure --
1711  * what if you'd freed part of a gang block but then couldn't read the
1712  * gang header for another part?  Assembling the entire gang tree first
1713  * ensures that all the necessary gang header I/O has succeeded before
1714  * starting the actual work of free, claim, or write.  Once the gang tree
1715  * is assembled, free and claim are in-memory operations that cannot fail.
1716  *
1717  * In the event that a gang write fails, zio_dva_unallocate() walks the
1718  * gang tree to immediately free (i.e. insert back into the space map)
1719  * everything we've allocated.  This ensures that we don't get ENOSPC
1720  * errors during repeated suspend/resume cycles due to a flaky device.
1721  *
1722  * Gang rewrites only happen during sync-to-convergence.  If we can't assemble
1723  * the gang tree, we won't modify the block, so we can safely defer the free
1724  * (knowing that the block is still intact).  If we *can* assemble the gang
1725  * tree, then even if some of the rewrites fail, zio_dva_unallocate() will free
1726  * each constituent bp and we can allocate a new block on the next sync pass.
1727  *
1728  * In all cases, the gang tree allows complete recovery from partial failure.
1729  * ==========================================================================
1730  */
1731
1732 static zio_t *
1733 zio_read_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1734 {
1735         if (gn != NULL)
1736                 return (pio);
1737
1738         return (zio_read(pio, pio->io_spa, bp, data, BP_GET_PSIZE(bp),
1739             NULL, NULL, pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1740             &pio->io_bookmark));
1741 }
1742
1743 zio_t *
1744 zio_rewrite_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1745 {
1746         zio_t *zio;
1747
1748         if (gn != NULL) {
1749                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1750                     gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL, pio->io_priority,
1751                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1752                 /*
1753                  * As we rewrite each gang header, the pipeline will compute
1754                  * a new gang block header checksum for it; but no one will
1755                  * compute a new data checksum, so we do that here.  The one
1756                  * exception is the gang leader: the pipeline already computed
1757                  * its data checksum because that stage precedes gang assembly.
1758                  * (Presently, nothing actually uses interior data checksums;
1759                  * this is just good hygiene.)
1760                  */
1761                 if (gn != pio->io_gang_leader->io_gang_tree) {
1762                         zio_checksum_compute(zio, BP_GET_CHECKSUM(bp),
1763                             data, BP_GET_PSIZE(bp));
1764                 }
1765                 /*
1766                  * If we are here to damage data for testing purposes,
1767                  * leave the GBH alone so that we can detect the damage.
1768                  */
1769                 if (pio->io_gang_leader->io_flags & ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE)
1770                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
1771         } else {
1772                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1773                     data, BP_GET_PSIZE(bp), NULL, NULL, pio->io_priority,
1774                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1775         }
1776
1777         return (zio);
1778 }
1779
1780 /* ARGSUSED */
1781 zio_t *
1782 zio_free_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1783 {
1784         return (zio_free_sync(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1785             BP_IS_GANG(bp) ? SPA_GANGBLOCKSIZE : BP_GET_PSIZE(bp),
1786             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1787 }
1788
1789 /* ARGSUSED */
1790 zio_t *
1791 zio_claim_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1792 {
1793         return (zio_claim(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1794             NULL, NULL, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1795 }
1796
1797 static zio_gang_issue_func_t *zio_gang_issue_func[ZIO_TYPES] = {
1798         NULL,
1799         zio_read_gang,
1800         zio_rewrite_gang,
1801         zio_free_gang,
1802         zio_claim_gang,
1803         NULL
1804 };
1805
1806 static void zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio);
1807
1808 static zio_gang_node_t *
1809 zio_gang_node_alloc(zio_gang_node_t **gnpp)
1810 {
1811         zio_gang_node_t *gn;
1812
1813         ASSERT(*gnpp == NULL);
1814
1815         gn = kmem_zalloc(sizeof (*gn), KM_SLEEP);
1816         gn->gn_gbh = zio_buf_alloc(SPA_GANGBLOCKSIZE);
1817         *gnpp = gn;
1818
1819         return (gn);
1820 }
1821
1822 static void
1823 zio_gang_node_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1824 {
1825         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1826
1827         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1828                 ASSERT(gn->gn_child[g] == NULL);
1829
1830         zio_buf_free(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1831         kmem_free(gn, sizeof (*gn));
1832         *gnpp = NULL;
1833 }
1834
1835 static void
1836 zio_gang_tree_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1837 {
1838         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1839
1840         if (gn == NULL)
1841                 return;
1842
1843         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1844                 zio_gang_tree_free(&gn->gn_child[g]);
1845
1846         zio_gang_node_free(gnpp);
1847 }
1848
1849 static void
1850 zio_gang_tree_assemble(zio_t *gio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t **gnpp)
1851 {
1852         zio_gang_node_t *gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
1853
1854         ASSERT(gio->io_gang_leader == gio);
1855         ASSERT(BP_IS_GANG(bp));
1856
1857         zio_nowait(zio_read(gio, gio->io_spa, bp, gn->gn_gbh,
1858             SPA_GANGBLOCKSIZE, zio_gang_tree_assemble_done, gn,
1859             gio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(gio), &gio->io_bookmark));
1860 }
1861
1862 static void
1863 zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio)
1864 {
1865         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
1866         zio_gang_node_t *gn = zio->io_private;
1867         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1868
1869         ASSERT(gio == zio_unique_parent(zio));
1870         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
1871
1872         if (zio->io_error)
1873                 return;
1874
1875         if (BP_SHOULD_BYTESWAP(bp))
1876                 byteswap_uint64_array(zio->io_data, zio->io_size);
1877
1878         ASSERT(zio->io_data == gn->gn_gbh);
1879         ASSERT(zio->io_size == SPA_GANGBLOCKSIZE);
1880         ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1881
1882         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1883                 blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1884                 if (!BP_IS_GANG(gbp))
1885                         continue;
1886                 zio_gang_tree_assemble(gio, gbp, &gn->gn_child[g]);
1887         }
1888 }
1889
1890 static void
1891 zio_gang_tree_issue(zio_t *pio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp, void *data)
1892 {
1893         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1894         zio_t *zio;
1895
1896         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) == !!gn);
1897         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == BP_GET_CHECKSUM(gio->io_bp));
1898         ASSERT(BP_GET_LSIZE(bp) == BP_GET_PSIZE(bp) || gn == gio->io_gang_tree);
1899
1900         /*
1901          * If you're a gang header, your data is in gn->gn_gbh.
1902          * If you're a gang member, your data is in 'data' and gn == NULL.
1903          */
1904         zio = zio_gang_issue_func[gio->io_type](pio, bp, gn, data);
1905
1906         if (gn != NULL) {
1907                 ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1908
1909                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1910                         blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1911                         if (BP_IS_HOLE(gbp))
1912                                 continue;
1913                         zio_gang_tree_issue(zio, gn->gn_child[g], gbp, data);
1914                         data = (char *)data + BP_GET_PSIZE(gbp);
1915                 }
1916         }
1917
1918         if (gn == gio->io_gang_tree && gio->io_data != NULL)
1919                 ASSERT3P((char *)gio->io_data + gio->io_size, ==, data);
1920
1921         if (zio != pio)
1922                 zio_nowait(zio);
1923 }
1924
1925 static int
1926 zio_gang_assemble(zio_t *zio)
1927 {
1928         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1929
1930         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == NULL);
1931         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1932
1933         zio->io_gang_leader = zio;
1934
1935         zio_gang_tree_assemble(zio, bp, &zio->io_gang_tree);
1936
1937         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1938 }
1939
1940 static int
1941 zio_gang_issue(zio_t *zio)
1942 {
1943         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1944
1945         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE))
1946                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1947
1948         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == zio);
1949         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1950
1951         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_GANG] == 0)
1952                 zio_gang_tree_issue(zio, zio->io_gang_tree, bp, zio->io_data);
1953         else
1954                 zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
1955
1956         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1957
1958         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1959 }
1960
1961 static void
1962 zio_write_gang_member_ready(zio_t *zio)
1963 {
1964         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
1965         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
1966         dva_t *cdva = zio->io_bp->blk_dva;
1967         dva_t *pdva = pio->io_bp->blk_dva;
1968         uint64_t asize;
1969
1970         if (BP_IS_HOLE(zio->io_bp))
1971                 return;
1972
1973         ASSERT(BP_IS_HOLE(&zio->io_bp_orig));
1974
1975         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG);
1976         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, ==, gio->io_prop.zp_copies);
1977         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
1978         ASSERT3U(pio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1979         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(zio->io_bp), <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1980
1981         mutex_enter(&pio->io_lock);
1982         for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(zio->io_bp); d++) {
1983                 ASSERT(DVA_GET_GANG(&pdva[d]));
1984                 asize = DVA_GET_ASIZE(&pdva[d]);
1985                 asize += DVA_GET_ASIZE(&cdva[d]);
1986                 DVA_SET_ASIZE(&pdva[d], asize);
1987         }
1988         mutex_exit(&pio->io_lock);
1989 }
1990
1991 static int
1992 zio_write_gang_block(zio_t *pio)
1993 {
1994         spa_t *spa = pio->io_spa;
1995         blkptr_t *bp = pio->io_bp;
1996         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1997         zio_t *zio;
1998         zio_gang_node_t *gn, **gnpp;
1999         zio_gbh_phys_t *gbh;
2000         uint64_t txg = pio->io_txg;
2001         uint64_t resid = pio->io_size;
2002         uint64_t lsize;
2003         int copies = gio->io_prop.zp_copies;
2004         int gbh_copies = MIN(copies + 1, spa_max_replication(spa));
2005         zio_prop_t zp;
2006         int error;
2007
2008         error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), SPA_GANGBLOCKSIZE,
2009             bp, gbh_copies, txg, pio == gio ? NULL : gio->io_bp,
2010             METASLAB_HINTBP_FAVOR | METASLAB_GANG_HEADER);
2011         if (error) {
2012                 pio->io_error = error;
2013                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2014         }
2015
2016         if (pio == gio) {
2017                 gnpp = &gio->io_gang_tree;
2018         } else {
2019                 gnpp = pio->io_private;
2020                 ASSERT(pio->io_ready == zio_write_gang_member_ready);
2021         }
2022
2023         gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
2024         gbh = gn->gn_gbh;
2025         bzero(gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
2026
2027         /*
2028          * Create the gang header.
2029          */
2030         zio = zio_rewrite(pio, spa, txg, bp, gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL,
2031             pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
2032
2033         /*
2034          * Create and nowait the gang children.
2035          */
2036         for (int g = 0; resid != 0; resid -= lsize, g++) {
2037                 lsize = P2ROUNDUP(resid / (SPA_GBH_NBLKPTRS - g),
2038                     SPA_MINBLOCKSIZE);
2039                 ASSERT(lsize >= SPA_MINBLOCKSIZE && lsize <= resid);
2040
2041                 zp.zp_checksum = gio->io_prop.zp_checksum;
2042                 zp.zp_compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
2043                 zp.zp_type = DMU_OT_NONE;
2044                 zp.zp_level = 0;
2045                 zp.zp_copies = gio->io_prop.zp_copies;
2046                 zp.zp_dedup = B_FALSE;
2047                 zp.zp_dedup_verify = B_FALSE;
2048                 zp.zp_nopwrite = B_FALSE;
2049
2050                 zio_nowait(zio_write(zio, spa, txg, &gbh->zg_blkptr[g],
2051                     (char *)pio->io_data + (pio->io_size - resid), lsize, &zp,
2052                     zio_write_gang_member_ready, NULL, NULL, &gn->gn_child[g],
2053                     pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
2054                     &pio->io_bookmark));
2055         }
2056
2057         /*
2058          * Set pio's pipeline to just wait for zio to finish.
2059          */
2060         pio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2061
2062         zio_nowait(zio);
2063
2064         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2065 }
2066
2067 /*
2068  * The zio_nop_write stage in the pipeline determines if allocating
2069  * a new bp is necessary.  By leveraging a cryptographically secure checksum,
2070  * such as SHA256, we can compare the checksums of the new data and the old
2071  * to determine if allocating a new block is required.  The nopwrite
2072  * feature can handle writes in either syncing or open context (i.e. zil
2073  * writes) and as a result is mutually exclusive with dedup.
2074  */
2075 static int
2076 zio_nop_write(zio_t *zio)
2077 {
2078         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2079         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
2080         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2081
2082         ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
2083         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
2084         ASSERT(zp->zp_nopwrite);
2085         ASSERT(!zp->zp_dedup);
2086         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2087         ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
2088
2089         /*
2090          * Check to see if the original bp and the new bp have matching
2091          * characteristics (i.e. same checksum, compression algorithms, etc).
2092          * If they don't then just continue with the pipeline which will
2093          * allocate a new bp.
2094          */
2095         if (BP_IS_HOLE(bp_orig) ||
2096             !zio_checksum_table[BP_GET_CHECKSUM(bp)].ci_dedup ||
2097             BP_GET_CHECKSUM(bp) != BP_GET_CHECKSUM(bp_orig) ||
2098             BP_GET_COMPRESS(bp) != BP_GET_COMPRESS(bp_orig) ||
2099             BP_GET_DEDUP(bp) != BP_GET_DEDUP(bp_orig) ||
2100             zp->zp_copies != BP_GET_NDVAS(bp_orig))
2101                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2102
2103         /*
2104          * If the checksums match then reset the pipeline so that we
2105          * avoid allocating a new bp and issuing any I/O.
2106          */
2107         if (ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, bp_orig->blk_cksum)) {
2108                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup);
2109                 ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(bp), ==, BP_GET_PSIZE(bp_orig));
2110                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(bp), ==, BP_GET_LSIZE(bp_orig));
2111                 ASSERT(zp->zp_compress != ZIO_COMPRESS_OFF);
2112                 ASSERT(bcmp(&bp->blk_prop, &bp_orig->blk_prop,
2113                     sizeof (uint64_t)) == 0);
2114
2115                 *bp = *bp_orig;
2116                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2117                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
2118         }
2119
2120         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2121 }
2122
2123 /*
2124  * ==========================================================================
2125  * Dedup
2126  * ==========================================================================
2127  */
2128 static void
2129 zio_ddt_child_read_done(zio_t *zio)
2130 {
2131         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2132         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2133         ddt_phys_t *ddp;
2134         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
2135
2136         mutex_enter(&pio->io_lock);
2137         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2138         if (zio->io_error == 0)
2139                 ddt_phys_clear(ddp);    /* this ddp doesn't need repair */
2140         if (zio->io_error == 0 && dde->dde_repair_data == NULL)
2141                 dde->dde_repair_data = zio->io_data;
2142         else
2143                 zio_buf_free(zio->io_data, zio->io_size);
2144         mutex_exit(&pio->io_lock);
2145 }
2146
2147 static int
2148 zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
2149 {
2150         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2151
2152         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2153         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
2154         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2155
2156         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
2157                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2158                 ddt_entry_t *dde = ddt_repair_start(ddt, bp);
2159                 ddt_phys_t *ddp = dde->dde_phys;
2160                 ddt_phys_t *ddp_self = ddt_phys_select(dde, bp);
2161                 blkptr_t blk;
2162
2163                 ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
2164                 zio->io_vsd = dde;
2165
2166                 if (ddp_self == NULL)
2167                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2168
2169                 for (int p = 0; p < DDT_PHYS_TYPES; p++, ddp++) {
2170                         if (ddp->ddp_phys_birth == 0 || ddp == ddp_self)
2171                                 continue;
2172                         ddt_bp_create(ddt->ddt_checksum, &dde->dde_key, ddp,
2173                             &blk);
2174                         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, &blk,
2175                             zio_buf_alloc(zio->io_size), zio->io_size,
2176                             zio_ddt_child_read_done, dde, zio->io_priority,
2177                             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE,
2178                             &zio->io_bookmark));
2179                 }
2180                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2181         }
2182
2183         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, bp,
2184             zio->io_data, zio->io_size, NULL, NULL, zio->io_priority,
2185             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark));
2186
2187         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2188 }
2189
2190 static int
2191 zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
2192 {
2193         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2194
2195         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE))
2196                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2197
2198         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2199         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
2200         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2201
2202         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
2203                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2204                 ddt_entry_t *dde = zio->io_vsd;
2205                 if (ddt == NULL) {
2206                         ASSERT(spa_load_state(zio->io_spa) != SPA_LOAD_NONE);
2207                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2208                 }
2209                 if (dde == NULL) {
2210                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_DDT_READ_START >> 1;
2211                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
2212                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2213                 }
2214                 if (dde->dde_repair_data != NULL) {
2215                         bcopy(dde->dde_repair_data, zio->io_data, zio->io_size);
2216                         zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT] = 0;
2217                 }
2218                 ddt_repair_done(ddt, dde);
2219                 zio->io_vsd = NULL;
2220         }
2221
2222         ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
2223
2224         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2225 }
2226
2227 static boolean_t
2228 zio_ddt_collision(zio_t *zio, ddt_t *ddt, ddt_entry_t *dde)
2229 {
2230         spa_t *spa = zio->io_spa;
2231
2232         /*
2233          * Note: we compare the original data, not the transformed data,
2234          * because when zio->io_bp is an override bp, we will not have
2235          * pushed the I/O transforms.  That's an important optimization
2236          * because otherwise we'd compress/encrypt all dmu_sync() data twice.
2237          */
2238         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2239                 zio_t *lio = dde->dde_lead_zio[p];
2240
2241                 if (lio != NULL) {
2242                         return (lio->io_orig_size != zio->io_orig_size ||
2243                             bcmp(zio->io_orig_data, lio->io_orig_data,
2244                             zio->io_orig_size) != 0);
2245                 }
2246         }
2247
2248         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2249                 ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2250
2251                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0) {
2252                         arc_buf_t *abuf = NULL;
2253                         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_WAIT;
2254                         blkptr_t blk = *zio->io_bp;
2255                         int error;
2256
2257                         ddt_bp_fill(ddp, &blk, ddp->ddp_phys_birth);
2258
2259                         ddt_exit(ddt);
2260
2261                         error = arc_read(NULL, spa, &blk,
2262                             arc_getbuf_func, &abuf, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
2263                             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2264                             &aflags, &zio->io_bookmark);
2265
2266                         if (error == 0) {
2267                                 if (arc_buf_size(abuf) != zio->io_orig_size ||
2268                                     bcmp(abuf->b_data, zio->io_orig_data,
2269                                     zio->io_orig_size) != 0)
2270                                         error = SET_ERROR(EEXIST);
2271                                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(abuf, &abuf));
2272                         }
2273
2274                         ddt_enter(ddt);
2275                         return (error != 0);
2276                 }
2277         }
2278
2279         return (B_FALSE);
2280 }
2281
2282 static void
2283 zio_ddt_child_write_ready(zio_t *zio)
2284 {
2285         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2286         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2287         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2288         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2289         zio_t *pio;
2290
2291         if (zio->io_error)
2292                 return;
2293
2294         ddt_enter(ddt);
2295
2296         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2297
2298         ddt_phys_fill(ddp, zio->io_bp);
2299
2300         while ((pio = zio_walk_parents(zio)) != NULL)
2301                 ddt_bp_fill(ddp, pio->io_bp, zio->io_txg);
2302
2303         ddt_exit(ddt);
2304 }
2305
2306 static void
2307 zio_ddt_child_write_done(zio_t *zio)
2308 {
2309         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2310         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2311         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2312         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2313
2314         ddt_enter(ddt);
2315
2316         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2317         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2318         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2319
2320         if (zio->io_error == 0) {
2321                 while (zio_walk_parents(zio) != NULL)
2322                         ddt_phys_addref(ddp);
2323         } else {
2324                 ddt_phys_clear(ddp);
2325         }
2326
2327         ddt_exit(ddt);
2328 }
2329
2330 static void
2331 zio_ddt_ditto_write_done(zio_t *zio)
2332 {
2333         int p = DDT_PHYS_DITTO;
2334         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2335         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2336         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2337         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2338         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2339         ddt_key_t *ddk = &dde->dde_key;
2340
2341         ddt_enter(ddt);
2342
2343         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2344         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2345         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2346
2347         if (zio->io_error == 0) {
2348                 ASSERT(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, ddk->ddk_cksum));
2349                 ASSERT(zp->zp_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2350                 ASSERT(zp->zp_copies == BP_GET_NDVAS(bp) - BP_IS_GANG(bp));
2351                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2352                         ddt_phys_free(ddt, ddk, ddp, zio->io_txg);
2353                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2354         }
2355
2356         ddt_exit(ddt);
2357 }
2358
2359 static int
2360 zio_ddt_write(zio_t *zio)
2361 {
2362         spa_t *spa = zio->io_spa;
2363         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2364         uint64_t txg = zio->io_txg;
2365         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2366         int p = zp->zp_copies;
2367         int ditto_copies;
2368         zio_t *cio = NULL;
2369         zio_t *dio = NULL;
2370         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2371         ddt_entry_t *dde;
2372         ddt_phys_t *ddp;
2373
2374         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2375         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum);
2376         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp) || zio->io_bp_override);
2377
2378         ddt_enter(ddt);
2379         dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2380         ddp = &dde->dde_phys[p];
2381
2382         if (zp->zp_dedup_verify && zio_ddt_collision(zio, ddt, dde)) {
2383                 /*
2384                  * If we're using a weak checksum, upgrade to a strong checksum
2385                  * and try again.  If we're already using a strong checksum,
2386                  * we can't resolve it, so just convert to an ordinary write.
2387                  * (And automatically e-mail a paper to Nature?)
2388                  */
2389                 if (!zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup) {
2390                         zp->zp_checksum = spa_dedup_checksum(spa);
2391                         zio_pop_transforms(zio);
2392                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2393                         BP_ZERO(bp);
2394                 } else {
2395                         zp->zp_dedup = B_FALSE;
2396                 }
2397                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2398                 ddt_exit(ddt);
2399                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2400         }
2401
2402         ditto_copies = ddt_ditto_copies_needed(ddt, dde, ddp);
2403         ASSERT(ditto_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2404
2405         if (ditto_copies > ddt_ditto_copies_present(dde) &&
2406             dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] == NULL) {
2407                 zio_prop_t czp = *zp;
2408
2409                 czp.zp_copies = ditto_copies;
2410
2411                 /*
2412                  * If we arrived here with an override bp, we won't have run
2413                  * the transform stack, so we won't have the data we need to
2414                  * generate a child i/o.  So, toss the override bp and restart.
2415                  * This is safe, because using the override bp is just an
2416                  * optimization; and it's rare, so the cost doesn't matter.
2417                  */
2418                 if (zio->io_bp_override) {
2419                         zio_pop_transforms(zio);
2420                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2421                         zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2422                         zio->io_bp_override = NULL;
2423                         BP_ZERO(bp);
2424                         ddt_exit(ddt);
2425                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2426                 }
2427
2428                 dio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2429                     zio->io_orig_size, &czp, NULL, NULL,
2430                     zio_ddt_ditto_write_done, dde, zio->io_priority,
2431                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2432
2433                 zio_push_transform(dio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2434                 dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] = dio;
2435         }
2436
2437         if (ddp->ddp_phys_birth != 0 || dde->dde_lead_zio[p] != NULL) {
2438                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2439                         ddt_bp_fill(ddp, bp, txg);
2440                 if (dde->dde_lead_zio[p] != NULL)
2441                         zio_add_child(zio, dde->dde_lead_zio[p]);
2442                 else
2443                         ddt_phys_addref(ddp);
2444         } else if (zio->io_bp_override) {
2445                 ASSERT(bp->blk_birth == txg);
2446                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, zio->io_bp_override));
2447                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2448                 ddt_phys_addref(ddp);
2449         } else {
2450                 cio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2451                     zio->io_orig_size, zp, zio_ddt_child_write_ready, NULL,
2452                     zio_ddt_child_write_done, dde, zio->io_priority,
2453                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2454
2455                 zio_push_transform(cio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2456                 dde->dde_lead_zio[p] = cio;
2457         }
2458
2459         ddt_exit(ddt);
2460
2461         if (cio)
2462                 zio_nowait(cio);
2463         if (dio)
2464                 zio_nowait(dio);
2465
2466         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2467 }
2468
2469 ddt_entry_t *freedde; /* for debugging */
2470
2471 static int
2472 zio_ddt_free(zio_t *zio)
2473 {
2474         spa_t *spa = zio->io_spa;
2475         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2476         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2477         ddt_entry_t *dde;
2478         ddt_phys_t *ddp;
2479
2480         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2481         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2482
2483         ddt_enter(ddt);
2484         freedde = dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2485         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2486         ddt_phys_decref(ddp);
2487         ddt_exit(ddt);
2488
2489         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2490 }
2491
2492 /*
2493  * ==========================================================================
2494  * Allocate and free blocks
2495  * ==========================================================================
2496  */
2497 static int
2498 zio_dva_allocate(zio_t *zio)
2499 {
2500         spa_t *spa = zio->io_spa;
2501         metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(spa);
2502         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2503         int error;
2504         int flags = 0;
2505
2506         if (zio->io_gang_leader == NULL) {
2507                 ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2508                 zio->io_gang_leader = zio;
2509         }
2510
2511         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
2512         ASSERT0(BP_GET_NDVAS(bp));
2513         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, >, 0);
2514         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, spa_max_replication(spa));
2515         ASSERT3U(zio->io_size, ==, BP_GET_PSIZE(bp));
2516
2517         /*
2518          * The dump device does not support gang blocks so allocation on
2519          * behalf of the dump device (i.e. ZIO_FLAG_NODATA) must avoid
2520          * the "fast" gang feature.
2521          */
2522         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) ? METASLAB_GANG_AVOID : 0;
2523         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD) ?
2524             METASLAB_GANG_CHILD : 0;
2525         error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp,
2526             zio->io_prop.zp_copies, zio->io_txg, NULL, flags);
2527
2528         if (error) {
2529                 spa_dbgmsg(spa, "%s: metaslab allocation failure: zio %p, "
2530                     "size %llu, error %d", spa_name(spa), zio, zio->io_size,
2531                     error);
2532                 if (error == ENOSPC && zio->io_size > SPA_MINBLOCKSIZE)
2533                         return (zio_write_gang_block(zio));
2534                 zio->io_error = error;
2535         }
2536
2537         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2538 }
2539
2540 static int
2541 zio_dva_free(zio_t *zio)
2542 {
2543         metaslab_free(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg, B_FALSE);
2544
2545         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2546 }
2547
2548 static int
2549 zio_dva_claim(zio_t *zio)
2550 {
2551         int error;
2552
2553         error = metaslab_claim(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg);
2554         if (error)
2555                 zio->io_error = error;
2556
2557         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2558 }
2559
2560 /*
2561  * Undo an allocation.  This is used by zio_done() when an I/O fails
2562  * and we want to give back the block we just allocated.
2563  * This handles both normal blocks and gang blocks.
2564  */
2565 static void
2566 zio_dva_unallocate(zio_t *zio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp)
2567 {
2568         ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
2569         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2570
2571         if (!BP_IS_HOLE(bp))
2572                 metaslab_free(zio->io_spa, bp, bp->blk_birth, B_TRUE);
2573
2574         if (gn != NULL) {
2575                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
2576                         zio_dva_unallocate(zio, gn->gn_child[g],
2577                             &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g]);
2578                 }
2579         }
2580 }
2581
2582 /*
2583  * Try to allocate an intent log block.  Return 0 on success, errno on failure.
2584  */
2585 int
2586 zio_alloc_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *new_bp, blkptr_t *old_bp,
2587     uint64_t size, boolean_t use_slog)
2588 {
2589         int error = 1;
2590
2591         ASSERT(txg > spa_syncing_txg(spa));
2592
2593         /*
2594          * ZIL blocks are always contiguous (i.e. not gang blocks) so we
2595          * set the METASLAB_GANG_AVOID flag so that they don't "fast gang"
2596          * when allocating them.
2597          */
2598         if (use_slog) {
2599                 error = metaslab_alloc(spa, spa_log_class(spa), size,
2600                     new_bp, 1, txg, old_bp,
2601                     METASLAB_HINTBP_AVOID | METASLAB_GANG_AVOID);
2602         }
2603
2604         if (error) {
2605                 error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), size,
2606                     new_bp, 1, txg, old_bp,
2607                     METASLAB_HINTBP_AVOID);
2608         }
2609
2610         if (error == 0) {
2611                 BP_SET_LSIZE(new_bp, size);
2612                 BP_SET_PSIZE(new_bp, size);
2613                 BP_SET_COMPRESS(new_bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
2614                 BP_SET_CHECKSUM(new_bp,
2615                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_SLIM_ZIL
2616                     ? ZIO_CHECKSUM_ZILOG2 : ZIO_CHECKSUM_ZILOG);
2617                 BP_SET_TYPE(new_bp, DMU_OT_INTENT_LOG);
2618                 BP_SET_LEVEL(new_bp, 0);
2619                 BP_SET_DEDUP(new_bp, 0);
2620                 BP_SET_BYTEORDER(new_bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
2621         }
2622
2623         return (error);
2624 }
2625
2626 /*
2627  * Free an intent log block.
2628  */
2629 void
2630 zio_free_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp)
2631 {
2632         ASSERT(BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_INTENT_LOG);
2633         ASSERT(!BP_IS_GANG(bp));
2634
2635         zio_free(spa, txg, bp);
2636 }
2637
2638 /*
2639  * ==========================================================================
2640  * Read, write and delete to physical devices
2641  * ==========================================================================
2642  */
2643
2644
2645 /*
2646  * Issue an I/O to the underlying vdev. Typically the issue pipeline
2647  * stops after this stage and will resume upon I/O completion.
2648  * However, there are instances where the vdev layer may need to
2649  * continue the pipeline when an I/O was not issued. Since the I/O
2650  * that was sent to the vdev layer might be different than the one
2651  * currently active in the pipeline (see vdev_queue_io()), we explicitly
2652  * force the underlying vdev layers to call either zio_execute() or
2653  * zio_interrupt() to ensure that the pipeline continues with the correct I/O.
2654  */
2655 static int
2656 zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
2657 {
2658         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2659         uint64_t align;
2660         spa_t *spa = zio->io_spa;
2661         int ret;
2662
2663         ASSERT(zio->io_error == 0);
2664         ASSERT(zio->io_child_error[ZIO_CHILD_VDEV] == 0);
2665
2666         if (vd == NULL) {
2667                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2668                         spa_config_enter(spa, SCL_ZIO, zio, RW_READER);
2669
2670                 /*
2671                  * The mirror_ops handle multiple DVAs in a single BP.
2672                  */
2673                 vdev_mirror_ops.vdev_op_io_start(zio);
2674                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2675         }
2676
2677         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE &&
2678             zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW) {
2679                 trim_map_free(vd, zio->io_offset, zio->io_size, zio->io_txg);
2680                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2681         }
2682
2683         /*
2684          * We keep track of time-sensitive I/Os so that the scan thread
2685          * can quickly react to certain workloads.  In particular, we care
2686          * about non-scrubbing, top-level reads and writes with the following
2687          * characteristics:
2688          *      - synchronous writes of user data to non-slog devices
2689          *      - any reads of user data
2690          * When these conditions are met, adjust the timestamp of spa_last_io
2691          * which allows the scan thread to adjust its workload accordingly.
2692          */
2693         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) && zio->io_bp != NULL &&
2694             vd == vd->vdev_top && !vd->vdev_islog &&
2695             zio->io_bookmark.zb_objset != DMU_META_OBJSET &&
2696             zio->io_txg != spa_syncing_txg(spa)) {
2697                 uint64_t old = spa->spa_last_io;
2698                 uint64_t new = ddi_get_lbolt64();
2699                 if (old != new)
2700                         (void) atomic_cas_64(&spa->spa_last_io, old, new);
2701         }
2702
2703         align = 1ULL << vd->vdev_top->vdev_ashift;
2704
2705         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL) &&
2706             P2PHASE(zio->io_size, align) != 0) {
2707                 /* Transform logical writes to be a full physical block size. */
2708                 uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
2709                 char *abuf = NULL;
2710                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2711                     zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2712                         abuf = zio_buf_alloc(asize);
2713                 ASSERT(vd == vd->vdev_top);
2714                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
2715                         bcopy(zio->io_data, abuf, zio->io_size);
2716                         bzero(abuf + zio->io_size, asize - zio->io_size);
2717                 }
2718                 zio_push_transform(zio, abuf, asize, abuf ? asize : 0,
2719                     zio_subblock);
2720         }
2721
2722         /*
2723          * If this is not a physical io, make sure that it is properly aligned
2724          * before proceeding.
2725          */
2726         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL)) {
2727                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, align));
2728                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, align));
2729         } else {
2730                 /*
2731                  * For physical writes, we allow 512b aligned writes and assume
2732                  * the device will perform a read-modify-write as necessary.
2733                  */
2734                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, SPA_MINBLOCKSIZE));
2735                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, SPA_MINBLOCKSIZE));
2736         }
2737
2738         VERIFY(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || spa_writeable(spa));
2739
2740         /*
2741          * If this is a repair I/O, and there's no self-healing involved --
2742          * that is, we're just resilvering what we expect to resilver --
2743          * then don't do the I/O unless zio's txg is actually in vd's DTL.
2744          * This prevents spurious resilvering with nested replication.
2745          * For example, given a mirror of mirrors, (A+B)+(C+D), if only
2746          * A is out of date, we'll read from C+D, then use the data to
2747          * resilver A+B -- but we don't actually want to resilver B, just A.
2748          * The top-level mirror has no way to know this, so instead we just
2749          * discard unnecessary repairs as we work our way down the vdev tree.
2750          * The same logic applies to any form of nested replication:
2751          * ditto + mirror, RAID-Z + replacing, etc.  This covers them all.
2752          */
2753         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2754             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SELF_HEAL) &&
2755             zio->io_txg != 0 && /* not a delegated i/o */
2756             !vdev_dtl_contains(vd, DTL_PARTIAL, zio->io_txg, 1)) {
2757                 ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2758                 zio_vdev_io_bypass(zio);
2759                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2760         }
2761
2762         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
2763                 switch (zio->io_type) {
2764                 case ZIO_TYPE_READ:
2765                         if (vdev_cache_read(zio))
2766                                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2767                         /* FALLTHROUGH */
2768                 case ZIO_TYPE_WRITE:
2769                 case ZIO_TYPE_FREE:
2770                         if ((zio = vdev_queue_io(zio)) == NULL)
2771                                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2772
2773                         if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2774                                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2775                                 zio_interrupt(zio);
2776                                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2777                         }
2778                         break;
2779                 }
2780                 /*
2781                  * Note that we ignore repair writes for TRIM because they can
2782                  * conflict with normal writes. This isn't an issue because, by
2783                  * definition, we only repair blocks that aren't freed.
2784                  */
2785                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2786                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2787                     !trim_map_write_start(zio))
2788                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2789         }
2790
2791         vd->vdev_ops->vdev_op_io_start(zio);
2792         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2793 }
2794
2795 static int
2796 zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
2797 {
2798         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2799         vdev_ops_t *ops = vd ? vd->vdev_ops : &vdev_mirror_ops;
2800         boolean_t unexpected_error = B_FALSE;
2801
2802         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2803                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2804
2805         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2806             zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE || zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE);
2807
2808         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2809             (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE ||
2810             zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE)) {
2811
2812                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2813                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR))
2814                         trim_map_write_done(zio);
2815
2816                 vdev_queue_io_done(zio);
2817
2818                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2819                         vdev_cache_write(zio);
2820
2821                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2822                         zio->io_error = zio_handle_device_injection(vd,
2823                             zio, EIO);
2824
2825                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2826                         zio->io_error = zio_handle_label_injection(zio, EIO);
2827
2828                 if (zio->io_error) {
2829                         if (zio->io_error == ENOTSUP &&
2830                             zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) {
2831                                 /* Not all devices support TRIM. */
2832                         } else if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2833                                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2834                         } else {
2835                                 unexpected_error = B_TRUE;
2836                         }
2837                 }
2838         }
2839
2840         ops->vdev_op_io_done(zio);
2841
2842         if (unexpected_error)
2843                 VERIFY(vdev_probe(vd, zio) == NULL);
2844
2845         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2846 }
2847
2848 /*
2849  * For non-raidz ZIOs, we can just copy aside the bad data read from the
2850  * disk, and use that to finish the checksum ereport later.
2851  */
2852 static void
2853 zio_vsd_default_cksum_finish(zio_cksum_report_t *zcr,
2854     const void *good_buf)
2855 {
2856         /* no processing needed */
2857         zfs_ereport_finish_checksum(zcr, good_buf, zcr->zcr_cbdata, B_FALSE);
2858 }
2859
2860 /*ARGSUSED*/
2861 void
2862 zio_vsd_default_cksum_report(zio_t *zio, zio_cksum_report_t *zcr, void *ignored)
2863 {
2864         void *buf = zio_buf_alloc(zio->io_size);
2865
2866         bcopy(zio->io_data, buf, zio->io_size);
2867
2868         zcr->zcr_cbinfo = zio->io_size;
2869         zcr->zcr_cbdata = buf;
2870         zcr->zcr_finish = zio_vsd_default_cksum_finish;
2871         zcr->zcr_free = zio_buf_free;
2872 }
2873
2874 static int
2875 zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
2876 {
2877         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2878
2879         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2880                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2881
2882         if (vd == NULL && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2883                 spa_config_exit(zio->io_spa, SCL_ZIO, zio);
2884
2885         if (zio->io_vsd != NULL) {
2886                 zio->io_vsd_ops->vsd_free(zio);
2887                 zio->io_vsd = NULL;
2888         }
2889
2890         if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2891                 zio->io_error = zio_handle_fault_injection(zio, EIO);
2892
2893         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE &&
2894             zio->io_priority != ZIO_PRIORITY_NOW) {
2895                 switch (zio->io_error) {
2896                 case 0:
2897                         ZIO_TRIM_STAT_INCR(bytes, zio->io_size);
2898                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(success);
2899                         break;
2900                 case EOPNOTSUPP:
2901                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(unsupported);
2902                         break;
2903                 default:
2904                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(failed);
2905                         break;
2906                 }
2907         }
2908
2909         /*
2910          * If the I/O failed, determine whether we should attempt to retry it.
2911          *
2912          * On retry, we cut in line in the issue queue, since we don't want
2913          * compression/checksumming/etc. work to prevent our (cheap) IO reissue.
2914          */
2915         if (zio->io_error && vd == NULL &&
2916             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_IO_RETRY))) {
2917                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_QUEUE)); /* not a leaf */
2918                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_BYPASS));  /* not a leaf */
2919                 zio->io_error = 0;
2920                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_RETRY |
2921                     ZIO_FLAG_DONT_CACHE | ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE;
2922                 zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1;
2923                 zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE,
2924                     zio_requeue_io_start_cut_in_line);
2925                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2926         }
2927
2928         /*
2929          * If we got an error on a leaf device, convert it to ENXIO
2930          * if the device is not accessible at all.
2931          */
2932         if (zio->io_error && vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2933             !vdev_accessible(vd, zio))
2934                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2935
2936         /*
2937          * If we can't write to an interior vdev (mirror or RAID-Z),
2938          * set vdev_cant_write so that we stop trying to allocate from it.
2939          */
2940         if (zio->io_error == ENXIO && zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2941             vd != NULL && !vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
2942                 vd->vdev_cant_write = B_TRUE;
2943         }
2944
2945         if (zio->io_error)
2946                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2947
2948         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2949             zio->io_physdone != NULL) {
2950                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DELEGATED));
2951                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_VDEV);
2952                 zio->io_physdone(zio->io_logical);
2953         }
2954
2955         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2956 }
2957
2958 void
2959 zio_vdev_io_reissue(zio_t *zio)
2960 {
2961         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2962         ASSERT(zio->io_error == 0);
2963
2964         zio->io_stage >>= 1;
2965 }
2966
2967 void
2968 zio_vdev_io_redone(zio_t *zio)
2969 {
2970         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE);
2971
2972         zio->io_stage >>= 1;
2973 }
2974
2975 void
2976 zio_vdev_io_bypass(zio_t *zio)
2977 {
2978         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2979         ASSERT(zio->io_error == 0);
2980
2981         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_BYPASS;
2982         zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS >> 1;
2983 }
2984
2985 /*
2986  * ==========================================================================
2987  * Generate and verify checksums
2988  * ==========================================================================
2989  */
2990 static int
2991 zio_checksum_generate(zio_t *zio)
2992 {
2993         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2994         enum zio_checksum checksum;
2995
2996         if (bp == NULL) {
2997                 /*
2998                  * This is zio_write_phys().
2999                  * We're either generating a label checksum, or none at all.
3000                  */
3001                 checksum = zio->io_prop.zp_checksum;
3002
3003                 if (checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
3004                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3005
3006                 ASSERT(checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
3007         } else {
3008                 if (BP_IS_GANG(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG) {
3009                         ASSERT(!IO_IS_ALLOCATING(zio));
3010                         checksum = ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER;
3011                 } else {
3012                         checksum = BP_GET_CHECKSUM(bp);
3013                 }
3014         }
3015
3016         zio_checksum_compute(zio, checksum, zio->io_data, zio->io_size);
3017
3018         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3019 }
3020
3021 static int
3022 zio_checksum_verify(zio_t *zio)
3023 {
3024         zio_bad_cksum_t info;
3025         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3026         int error;
3027
3028         ASSERT(zio->io_vd != NULL);
3029
3030         if (bp == NULL) {
3031                 /*
3032                  * This is zio_read_phys().
3033                  * We're either verifying a label checksum, or nothing at all.
3034                  */
3035                 if (zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
3036                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3037
3038                 ASSERT(zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
3039         }
3040
3041         if ((error = zio_checksum_error(zio, &info)) != 0) {
3042                 zio->io_error = error;
3043                 if (error == ECKSUM &&
3044                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE)) {
3045                         zfs_ereport_start_checksum(zio->io_spa,
3046                             zio->io_vd, zio, zio->io_offset,
3047                             zio->io_size, NULL, &info);
3048                 }
3049         }
3050
3051         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3052 }
3053
3054 /*
3055  * Called by RAID-Z to ensure we don't compute the checksum twice.
3056  */
3057 void
3058 zio_checksum_verified(zio_t *zio)
3059 {
3060         zio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
3061 }
3062
3063 /*
3064  * ==========================================================================
3065  * Error rank.  Error are ranked in the order 0, ENXIO, ECKSUM, EIO, other.
3066  * An error of 0 indicates success.  ENXIO indicates whole-device failure,
3067  * which may be transient (e.g. unplugged) or permament.  ECKSUM and EIO
3068  * indicate errors that are specific to one I/O, and most likely permanent.
3069  * Any other error is presumed to be worse because we weren't expecting it.
3070  * ==========================================================================
3071  */
3072 int
3073 zio_worst_error(int e1, int e2)
3074 {
3075         static int zio_error_rank[] = { 0, ENXIO, ECKSUM, EIO };
3076         int r1, r2;
3077
3078         for (r1 = 0; r1 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r1++)
3079                 if (e1 == zio_error_rank[r1])
3080                         break;
3081
3082         for (r2 = 0; r2 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r2++)
3083                 if (e2 == zio_error_rank[r2])
3084                         break;
3085
3086         return (r1 > r2 ? e1 : e2);
3087 }
3088
3089 /*
3090  * ==========================================================================
3091  * I/O completion
3092  * ==========================================================================
3093  */
3094 static int
3095 zio_ready(zio_t *zio)
3096 {
3097         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3098         zio_t *pio, *pio_next;
3099
3100         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
3101             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_READY))
3102                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3103
3104         if (zio->io_ready) {
3105                 ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
3106                 ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp) ||
3107                     (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE));
3108                 ASSERT(zio->io_children[ZIO_CHILD_GANG][ZIO_WAIT_READY] == 0);
3109
3110                 zio->io_ready(zio);
3111         }
3112
3113         if (bp != NULL && bp != &zio->io_bp_copy)
3114                 zio->io_bp_copy = *bp;
3115
3116         if (zio->io_error)
3117                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
3118
3119         mutex_enter(&zio->io_lock);
3120         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = 1;
3121         pio = zio_walk_parents(zio);
3122         mutex_exit(&zio->io_lock);
3123
3124         /*
3125          * As we notify zio's parents, new parents could be added.
3126          * New parents go to the head of zio's io_parent_list, however,
3127          * so we will (correctly) not notify them.  The remainder of zio's
3128          * io_parent_list, from 'pio_next' onward, cannot change because
3129          * all parents must wait for us to be done before they can be done.
3130          */
3131         for (; pio != NULL; pio = pio_next) {
3132                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3133                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_READY);
3134         }
3135
3136         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
3137                 if (BP_IS_GANG(bp)) {
3138                         zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_NODATA;
3139                 } else {
3140                         ASSERT((uintptr_t)zio->io_data < SPA_MAXBLOCKSIZE);
3141                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
3142                 }
3143         }
3144
3145         if (zio_injection_enabled &&
3146             zio->io_spa->spa_syncing_txg == zio->io_txg)
3147                 zio_handle_ignored_writes(zio);
3148
3149         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3150 }
3151
3152 static int
3153 zio_done(zio_t *zio)
3154 {
3155         spa_t *spa = zio->io_spa;
3156         zio_t *lio = zio->io_logical;
3157         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3158         vdev_t *vd = zio->io_vd;
3159         uint64_t psize = zio->io_size;
3160         zio_t *pio, *pio_next;
3161
3162         /*
3163          * If our children haven't all completed,
3164          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
3165          */
3166         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE) ||
3167             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE) ||
3168             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE) ||
3169             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_DONE))
3170                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3171
3172         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
3173                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
3174                         ASSERT(zio->io_children[c][w] == 0);
3175
3176         if (bp != NULL && !BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
3177                 ASSERT(bp->blk_pad[0] == 0);
3178                 ASSERT(bp->blk_pad[1] == 0);
3179                 ASSERT(bcmp(bp, &zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t)) == 0 ||
3180                     (bp == zio_unique_parent(zio)->io_bp));
3181                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE && !BP_IS_HOLE(bp) &&
3182                     zio->io_bp_override == NULL &&
3183                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)) {
3184                         ASSERT(!BP_SHOULD_BYTESWAP(bp));
3185                         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(bp));
3186                         ASSERT(BP_COUNT_GANG(bp) == 0 ||
3187                             (BP_COUNT_GANG(bp) == BP_GET_NDVAS(bp)));
3188                 }
3189                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE)
3190                         VERIFY(BP_EQUAL(bp, &zio->io_bp_orig));
3191         }
3192
3193         /*
3194          * If there were child vdev/gang/ddt errors, they apply to us now.
3195          */
3196         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_VDEV);
3197         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_GANG);
3198         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_DDT);
3199
3200         /*
3201          * If the I/O on the transformed data was successful, generate any
3202          * checksum reports now while we still have the transformed data.
3203          */
3204         if (zio->io_error == 0) {
3205                 while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3206                         zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3207                         uint64_t align = zcr->zcr_align;
3208                         uint64_t asize = P2ROUNDUP(psize, align);
3209                         char *abuf = zio->io_data;
3210
3211                         if (asize != psize) {
3212                                 abuf = zio_buf_alloc(asize);
3213                                 bcopy(zio->io_data, abuf, psize);
3214                                 bzero(abuf + psize, asize - psize);
3215                         }
3216
3217                         zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3218                         zcr->zcr_next = NULL;
3219                         zcr->zcr_finish(zcr, abuf);
3220                         zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3221
3222                         if (asize != psize)
3223                                 zio_buf_free(abuf, asize);
3224                 }
3225         }
3226
3227         zio_pop_transforms(zio);        /* note: may set zio->io_error */
3228
3229         vdev_stat_update(zio, psize);
3230
3231         if (zio->io_error) {
3232                 /*
3233                  * If this I/O is attached to a particular vdev,
3234                  * generate an error message describing the I/O failure
3235                  * at the block level.  We ignore these errors if the
3236                  * device is currently unavailable.
3237                  */
3238                 if (zio->io_error != ECKSUM && vd != NULL && !vdev_is_dead(vd))
3239                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO, spa, vd, zio, 0, 0);
3240
3241                 if ((zio->io_error == EIO || !(zio->io_flags &
3242                     (ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))) &&
3243                     zio == lio) {
3244                         /*
3245                          * For logical I/O requests, tell the SPA to log the
3246                          * error and generate a logical data ereport.
3247                          */
3248                         spa_log_error(spa, zio);
3249                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DATA, spa, NULL, zio,
3250                             0, 0);
3251                 }
3252         }
3253
3254         if (zio->io_error && zio == lio) {
3255                 /*
3256                  * Determine whether zio should be reexecuted.  This will
3257                  * propagate all the way to the root via zio_notify_parent().
3258                  */
3259                 ASSERT(vd == NULL && bp != NULL);
3260                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3261
3262                 if (IO_IS_ALLOCATING(zio) &&
3263                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL)) {
3264                         if (zio->io_error != ENOSPC)
3265                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_NOW;
3266                         else
3267                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3268                 }
3269
3270                 if ((zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
3271                     zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) &&
3272                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) &&
3273                     zio->io_error == ENXIO &&
3274                     spa_load_state(spa) == SPA_LOAD_NONE &&
3275                     spa_get_failmode(spa) != ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE)
3276                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3277
3278                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL) && !zio->io_reexecute)
3279                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3280
3281                 /*
3282                  * Here is a possibly good place to attempt to do
3283                  * either combinatorial reconstruction or error correction
3284                  * based on checksums.  It also might be a good place
3285                  * to send out preliminary ereports before we suspend
3286                  * processing.
3287                  */
3288         }
3289
3290         /*
3291          * If there were logical child errors, they apply to us now.
3292          * We defer this until now to avoid conflating logical child
3293          * errors with errors that happened to the zio itself when
3294          * updating vdev stats and reporting FMA events above.
3295          */
3296         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL);
3297
3298         if ((zio->io_error || zio->io_reexecute) &&
3299             IO_IS_ALLOCATING(zio) && zio->io_gang_leader == zio &&
3300             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)))
3301                 zio_dva_unallocate(zio, zio->io_gang_tree, bp);
3302
3303         zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
3304
3305         /*
3306          * Godfather I/Os should never suspend.
3307          */
3308         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3309             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND))
3310                 zio->io_reexecute = 0;
3311
3312         if (zio->io_reexecute) {
3313                 /*
3314                  * This is a logical I/O that wants to reexecute.
3315                  *
3316                  * Reexecute is top-down.  When an i/o fails, if it's not
3317                  * the root, it simply notifies its parent and sticks around.
3318                  * The parent, seeing that it still has children in zio_done(),
3319                  * does the same.  This percolates all the way up to the root.
3320                  * The root i/o will reexecute or suspend the entire tree.
3321                  *
3322                  * This approach ensures that zio_reexecute() honors
3323                  * all the original i/o dependency relationships, e.g.
3324                  * parents not executing until children are ready.
3325                  */
3326                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3327
3328                 zio->io_gang_leader = NULL;
3329
3330                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3331                 zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3332                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3333
3334                 /*
3335                  * "The Godfather" I/O monitors its children but is
3336                  * not a true parent to them. It will track them through
3337                  * the pipeline but severs its ties whenever they get into
3338                  * trouble (e.g. suspended). This allows "The Godfather"
3339                  * I/O to return status without blocking.
3340                  */
3341                 for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3342                         zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3343                         pio_next = zio_walk_parents(zio);
3344
3345                         if ((pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3346                             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND)) {
3347                                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3348                                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3349                         }
3350                 }
3351
3352                 if ((pio = zio_unique_parent(zio)) != NULL) {
3353                         /*
3354                          * We're not a root i/o, so there's nothing to do
3355                          * but notify our parent.  Don't propagate errors
3356                          * upward since we haven't permanently failed yet.
3357                          */
3358                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
3359                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
3360                         zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3361                 } else if (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND) {
3362                         /*
3363                          * We'd fail again if we reexecuted now, so suspend
3364                          * until conditions improve (e.g. device comes online).
3365                          */
3366                         zio_suspend(spa, zio);
3367                 } else {
3368                         /*
3369                          * Reexecution is potentially a huge amount of work.
3370                          * Hand it off to the otherwise-unused claim taskq.
3371                          */
3372 #if defined(illumos) || !defined(_KERNEL)
3373                         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_next == NULL);
3374 #else
3375                         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_task.ta_pending == 0);
3376 #endif
3377                         spa_taskq_dispatch_ent(spa, ZIO_TYPE_CLAIM,
3378                             ZIO_TASKQ_ISSUE, (task_func_t *)zio_reexecute, zio,
3379                             0, &zio->io_tqent);
3380                 }
3381                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3382         }
3383
3384         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
3385         ASSERT(zio->io_reexecute == 0);
3386         ASSERT(zio->io_error == 0 || (zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL));
3387
3388         /*
3389          * Report any checksum errors, since the I/O is complete.
3390          */
3391         while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3392                 zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3393                 zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3394                 zcr->zcr_next = NULL;
3395                 zcr->zcr_finish(zcr, NULL);
3396                 zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3397         }
3398
3399         /*
3400          * It is the responsibility of the done callback to ensure that this
3401          * particular zio is no longer discoverable for adoption, and as
3402          * such, cannot acquire any new parents.
3403          */
3404         if (zio->io_done)
3405                 zio->io_done(zio);
3406
3407         mutex_enter(&zio->io_lock);
3408         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3409         mutex_exit(&zio->io_lock);
3410
3411         for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3412                 zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3413                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3414                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3415                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3416         }
3417
3418         if (zio->io_waiter != NULL) {
3419                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3420                 zio->io_executor = NULL;
3421                 cv_broadcast(&zio->io_cv);
3422                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3423         } else {
3424                 zio_destroy(zio);
3425         }
3426
3427         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3428 }
3429
3430 /*
3431  * ==========================================================================
3432  * I/O pipeline definition
3433  * ==========================================================================
3434  */
3435 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[] = {
3436         NULL,
3437         zio_read_bp_init,
3438         zio_free_bp_init,
3439         zio_issue_async,
3440         zio_write_bp_init,
3441         zio_checksum_generate,
3442         zio_nop_write,
3443         zio_ddt_read_start,
3444         zio_ddt_read_done,
3445         zio_ddt_write,
3446         zio_ddt_free,
3447         zio_gang_assemble,
3448         zio_gang_issue,
3449         zio_dva_allocate,
3450         zio_dva_free,
3451         zio_dva_claim,
3452         zio_ready,
3453         zio_vdev_io_start,
3454         zio_vdev_io_done,
3455         zio_vdev_io_assess,
3456         zio_checksum_verify,
3457         zio_done
3458 };
3459
3460 /* dnp is the dnode for zb1->zb_object */
3461 boolean_t
3462 zbookmark_is_before(const dnode_phys_t *dnp, const zbookmark_phys_t *zb1,
3463     const zbookmark_phys_t *zb2)
3464 {
3465         uint64_t zb1nextL0, zb2thisobj;
3466
3467         ASSERT(zb1->zb_objset == zb2->zb_objset);
3468         ASSERT(zb2->zb_level == 0);
3469
3470         /* The objset_phys_t isn't before anything. */
3471         if (dnp == NULL)
3472                 return (B_FALSE);
3473
3474         zb1nextL0 = (zb1->zb_blkid + 1) <<
3475             ((zb1->zb_level) * (dnp->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT));
3476
3477         zb2thisobj = zb2->zb_object ? zb2->zb_object :
3478             zb2->zb_blkid << (DNODE_BLOCK_SHIFT - DNODE_SHIFT);
3479
3480         if (zb1->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3481                 uint64_t nextobj = zb1nextL0 *
3482                     (dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT) >> DNODE_SHIFT;
3483                 return (nextobj <= zb2thisobj);
3484         }
3485
3486         if (zb1->zb_object < zb2thisobj)
3487                 return (B_TRUE);
3488         if (zb1->zb_object > zb2thisobj)
3489                 return (B_FALSE);
3490         if (zb2->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT)
3491                 return (B_FALSE);
3492         return (zb1nextL0 <= zb2->zb_blkid);
3493 }