]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/zio.c
MFC r286705: 5960 zfs recv should prefetch indirect blocks
[FreeBSD/stable/10.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, 2015 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 TUNABLE_INT("vfs.zfs.zio.use_uma", &zio_use_uma);
52 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, use_uma, CTLFLAG_RDTUN, &zio_use_uma, 0,
53     "Use uma(9) for ZIO allocations");
54 static int zio_exclude_metadata = 0;
55 TUNABLE_INT("vfs.zfs.zio.exclude_metadata", &zio_exclude_metadata);
56 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, exclude_metadata, CTLFLAG_RDTUN, &zio_exclude_metadata, 0,
57     "Exclude metadata buffers from dumps as well");
58
59 zio_trim_stats_t zio_trim_stats = {
60         { "bytes",              KSTAT_DATA_UINT64,
61           "Number of bytes successfully TRIMmed" },
62         { "success",            KSTAT_DATA_UINT64,
63           "Number of successful TRIM requests" },
64         { "unsupported",        KSTAT_DATA_UINT64,
65           "Number of TRIM requests that failed because TRIM is not supported" },
66         { "failed",             KSTAT_DATA_UINT64,
67           "Number of TRIM requests that failed for reasons other than not supported" },
68 };
69
70 static kstat_t *zio_trim_ksp;
71
72 /*
73  * ==========================================================================
74  * I/O type descriptions
75  * ==========================================================================
76  */
77 const char *zio_type_name[ZIO_TYPES] = {
78         "zio_null", "zio_read", "zio_write", "zio_free", "zio_claim",
79         "zio_ioctl"
80 };
81
82 /*
83  * ==========================================================================
84  * I/O kmem caches
85  * ==========================================================================
86  */
87 kmem_cache_t *zio_cache;
88 kmem_cache_t *zio_link_cache;
89 kmem_cache_t *zio_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
90 kmem_cache_t *zio_data_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
91
92 #ifdef _KERNEL
93 extern vmem_t *zio_alloc_arena;
94 #endif
95
96 #define BP_SPANB(indblkshift, level) \
97         (((uint64_t)1) << ((level) * ((indblkshift) - SPA_BLKPTRSHIFT)))
98 #define COMPARE_META_LEVEL      0x80000000ul
99 /*
100  * The following actions directly effect the spa's sync-to-convergence logic.
101  * The values below define the sync pass when we start performing the action.
102  * Care should be taken when changing these values as they directly impact
103  * spa_sync() performance. Tuning these values may introduce subtle performance
104  * pathologies and should only be done in the context of performance analysis.
105  * These tunables will eventually be removed and replaced with #defines once
106  * enough analysis has been done to determine optimal values.
107  *
108  * The 'zfs_sync_pass_deferred_free' pass must be greater than 1 to ensure that
109  * regular blocks are not deferred.
110  */
111 int zfs_sync_pass_deferred_free = 2; /* defer frees starting in this pass */
112 TUNABLE_INT("vfs.zfs.sync_pass_deferred_free", &zfs_sync_pass_deferred_free);
113 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_deferred_free, CTLFLAG_RDTUN,
114     &zfs_sync_pass_deferred_free, 0, "defer frees starting in this pass");
115 int zfs_sync_pass_dont_compress = 5; /* don't compress starting in this pass */
116 TUNABLE_INT("vfs.zfs.sync_pass_dont_compress", &zfs_sync_pass_dont_compress);
117 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_dont_compress, CTLFLAG_RDTUN,
118     &zfs_sync_pass_dont_compress, 0, "don't compress starting in this pass");
119 int zfs_sync_pass_rewrite = 2; /* rewrite new bps starting in this pass */
120 TUNABLE_INT("vfs.zfs.sync_pass_rewrite", &zfs_sync_pass_rewrite);
121 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_rewrite, CTLFLAG_RDTUN,
122     &zfs_sync_pass_rewrite, 0, "rewrite new bps starting in this pass");
123
124 /*
125  * An allocating zio is one that either currently has the DVA allocate
126  * stage set or will have it later in its lifetime.
127  */
128 #define IO_IS_ALLOCATING(zio) ((zio)->io_orig_pipeline & ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE)
129
130 boolean_t       zio_requeue_io_start_cut_in_line = B_TRUE;
131
132 #ifdef ZFS_DEBUG
133 int zio_buf_debug_limit = 16384;
134 #else
135 int zio_buf_debug_limit = 0;
136 #endif
137
138 void
139 zio_init(void)
140 {
141         size_t c;
142         zio_cache = kmem_cache_create("zio_cache",
143             sizeof (zio_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
144         zio_link_cache = kmem_cache_create("zio_link_cache",
145             sizeof (zio_link_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
146         if (!zio_use_uma)
147                 goto out;
148
149         /*
150          * For small buffers, we want a cache for each multiple of
151          * SPA_MINBLOCKSIZE.  For larger buffers, we want a cache
152          * for each quarter-power of 2.
153          */
154         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
155                 size_t size = (c + 1) << SPA_MINBLOCKSHIFT;
156                 size_t p2 = size;
157                 size_t align = 0;
158                 size_t cflags = (size > zio_buf_debug_limit) ? KMC_NODEBUG : 0;
159
160                 while (!ISP2(p2))
161                         p2 &= p2 - 1;
162
163 #ifdef illumos
164 #ifndef _KERNEL
165                 /*
166                  * If we are using watchpoints, put each buffer on its own page,
167                  * to eliminate the performance overhead of trapping to the
168                  * kernel when modifying a non-watched buffer that shares the
169                  * page with a watched buffer.
170                  */
171                 if (arc_watch && !IS_P2ALIGNED(size, PAGESIZE))
172                         continue;
173 #endif
174 #endif /* illumos */
175                 if (size <= 4 * SPA_MINBLOCKSIZE) {
176                         align = SPA_MINBLOCKSIZE;
177                 } else if (IS_P2ALIGNED(size, p2 >> 2)) {
178                         align = MIN(p2 >> 2, PAGESIZE);
179                 }
180
181                 if (align != 0) {
182                         char name[36];
183                         (void) sprintf(name, "zio_buf_%lu", (ulong_t)size);
184                         zio_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
185                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, cflags);
186
187                         /*
188                          * Since zio_data bufs do not appear in crash dumps, we
189                          * pass KMC_NOTOUCH so that no allocator metadata is
190                          * stored with the buffers.
191                          */
192                         (void) sprintf(name, "zio_data_buf_%lu", (ulong_t)size);
193                         zio_data_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
194                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
195                             cflags | KMC_NOTOUCH | KMC_NODEBUG);
196                 }
197         }
198
199         while (--c != 0) {
200                 ASSERT(zio_buf_cache[c] != NULL);
201                 if (zio_buf_cache[c - 1] == NULL)
202                         zio_buf_cache[c - 1] = zio_buf_cache[c];
203
204                 ASSERT(zio_data_buf_cache[c] != NULL);
205                 if (zio_data_buf_cache[c - 1] == NULL)
206                         zio_data_buf_cache[c - 1] = zio_data_buf_cache[c];
207         }
208 out:
209
210         zio_inject_init();
211
212         zio_trim_ksp = kstat_create("zfs", 0, "zio_trim", "misc",
213             KSTAT_TYPE_NAMED,
214             sizeof(zio_trim_stats) / sizeof(kstat_named_t),
215             KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
216
217         if (zio_trim_ksp != NULL) {
218                 zio_trim_ksp->ks_data = &zio_trim_stats;
219                 kstat_install(zio_trim_ksp);
220         }
221 }
222
223 void
224 zio_fini(void)
225 {
226         size_t c;
227         kmem_cache_t *last_cache = NULL;
228         kmem_cache_t *last_data_cache = NULL;
229
230         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
231                 if (zio_buf_cache[c] != last_cache) {
232                         last_cache = zio_buf_cache[c];
233                         kmem_cache_destroy(zio_buf_cache[c]);
234                 }
235                 zio_buf_cache[c] = NULL;
236
237                 if (zio_data_buf_cache[c] != last_data_cache) {
238                         last_data_cache = zio_data_buf_cache[c];
239                         kmem_cache_destroy(zio_data_buf_cache[c]);
240                 }
241                 zio_data_buf_cache[c] = NULL;
242         }
243
244         kmem_cache_destroy(zio_link_cache);
245         kmem_cache_destroy(zio_cache);
246
247         zio_inject_fini();
248
249         if (zio_trim_ksp != NULL) {
250                 kstat_delete(zio_trim_ksp);
251                 zio_trim_ksp = NULL;
252         }
253 }
254
255 /*
256  * ==========================================================================
257  * Allocate and free I/O buffers
258  * ==========================================================================
259  */
260
261 /*
262  * Use zio_buf_alloc to allocate ZFS metadata.  This data will appear in a
263  * crashdump if the kernel panics, so use it judiciously.  Obviously, it's
264  * useful to inspect ZFS metadata, but if possible, we should avoid keeping
265  * excess / transient data in-core during a crashdump.
266  */
267 void *
268 zio_buf_alloc(size_t size)
269 {
270         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
271         int flags = zio_exclude_metadata ? KM_NODEBUG : 0;
272
273         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
274
275         if (zio_use_uma)
276                 return (kmem_cache_alloc(zio_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
277         else
278                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP|flags));
279 }
280
281 /*
282  * Use zio_data_buf_alloc to allocate data.  The data will not appear in a
283  * crashdump if the kernel panics.  This exists so that we will limit the amount
284  * of ZFS data that shows up in a kernel crashdump.  (Thus reducing the amount
285  * of kernel heap dumped to disk when the kernel panics)
286  */
287 void *
288 zio_data_buf_alloc(size_t size)
289 {
290         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
291
292         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
293
294         if (zio_use_uma)
295                 return (kmem_cache_alloc(zio_data_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
296         else
297                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP | KM_NODEBUG));
298 }
299
300 void
301 zio_buf_free(void *buf, size_t size)
302 {
303         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
304
305         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
306
307         if (zio_use_uma)
308                 kmem_cache_free(zio_buf_cache[c], buf);
309         else
310                 kmem_free(buf, size);
311 }
312
313 void
314 zio_data_buf_free(void *buf, size_t size)
315 {
316         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
317
318         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
319
320         if (zio_use_uma)
321                 kmem_cache_free(zio_data_buf_cache[c], buf);
322         else
323                 kmem_free(buf, size);
324 }
325
326 /*
327  * ==========================================================================
328  * Push and pop I/O transform buffers
329  * ==========================================================================
330  */
331 static void
332 zio_push_transform(zio_t *zio, void *data, uint64_t size, uint64_t bufsize,
333         zio_transform_func_t *transform)
334 {
335         zio_transform_t *zt = kmem_alloc(sizeof (zio_transform_t), KM_SLEEP);
336
337         zt->zt_orig_data = zio->io_data;
338         zt->zt_orig_size = zio->io_size;
339         zt->zt_bufsize = bufsize;
340         zt->zt_transform = transform;
341
342         zt->zt_next = zio->io_transform_stack;
343         zio->io_transform_stack = zt;
344
345         zio->io_data = data;
346         zio->io_size = size;
347 }
348
349 static void
350 zio_pop_transforms(zio_t *zio)
351 {
352         zio_transform_t *zt;
353
354         while ((zt = zio->io_transform_stack) != NULL) {
355                 if (zt->zt_transform != NULL)
356                         zt->zt_transform(zio,
357                             zt->zt_orig_data, zt->zt_orig_size);
358
359                 if (zt->zt_bufsize != 0)
360                         zio_buf_free(zio->io_data, zt->zt_bufsize);
361
362                 zio->io_data = zt->zt_orig_data;
363                 zio->io_size = zt->zt_orig_size;
364                 zio->io_transform_stack = zt->zt_next;
365
366                 kmem_free(zt, sizeof (zio_transform_t));
367         }
368 }
369
370 /*
371  * ==========================================================================
372  * I/O transform callbacks for subblocks and decompression
373  * ==========================================================================
374  */
375 static void
376 zio_subblock(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
377 {
378         ASSERT(zio->io_size > size);
379
380         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
381                 bcopy(zio->io_data, data, size);
382 }
383
384 static void
385 zio_decompress(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
386 {
387         if (zio->io_error == 0 &&
388             zio_decompress_data(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp),
389             zio->io_data, data, zio->io_size, size) != 0)
390                 zio->io_error = SET_ERROR(EIO);
391 }
392
393 /*
394  * ==========================================================================
395  * I/O parent/child relationships and pipeline interlocks
396  * ==========================================================================
397  */
398 /*
399  * NOTE - Callers to zio_walk_parents() and zio_walk_children must
400  *        continue calling these functions until they return NULL.
401  *        Otherwise, the next caller will pick up the list walk in
402  *        some indeterminate state.  (Otherwise every caller would
403  *        have to pass in a cookie to keep the state represented by
404  *        io_walk_link, which gets annoying.)
405  */
406 zio_t *
407 zio_walk_parents(zio_t *cio)
408 {
409         zio_link_t *zl = cio->io_walk_link;
410         list_t *pl = &cio->io_parent_list;
411
412         zl = (zl == NULL) ? list_head(pl) : list_next(pl, zl);
413         cio->io_walk_link = zl;
414
415         if (zl == NULL)
416                 return (NULL);
417
418         ASSERT(zl->zl_child == cio);
419         return (zl->zl_parent);
420 }
421
422 zio_t *
423 zio_walk_children(zio_t *pio)
424 {
425         zio_link_t *zl = pio->io_walk_link;
426         list_t *cl = &pio->io_child_list;
427
428         zl = (zl == NULL) ? list_head(cl) : list_next(cl, zl);
429         pio->io_walk_link = zl;
430
431         if (zl == NULL)
432                 return (NULL);
433
434         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
435         return (zl->zl_child);
436 }
437
438 zio_t *
439 zio_unique_parent(zio_t *cio)
440 {
441         zio_t *pio = zio_walk_parents(cio);
442
443         VERIFY(zio_walk_parents(cio) == NULL);
444         return (pio);
445 }
446
447 void
448 zio_add_child(zio_t *pio, zio_t *cio)
449 {
450         zio_link_t *zl = kmem_cache_alloc(zio_link_cache, KM_SLEEP);
451
452         /*
453          * Logical I/Os can have logical, gang, or vdev children.
454          * Gang I/Os can have gang or vdev children.
455          * Vdev I/Os can only have vdev children.
456          * The following ASSERT captures all of these constraints.
457          */
458         ASSERT(cio->io_child_type <= pio->io_child_type);
459
460         zl->zl_parent = pio;
461         zl->zl_child = cio;
462
463         mutex_enter(&cio->io_lock);
464         mutex_enter(&pio->io_lock);
465
466         ASSERT(pio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] == 0);
467
468         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
469                 pio->io_children[cio->io_child_type][w] += !cio->io_state[w];
470
471         list_insert_head(&pio->io_child_list, zl);
472         list_insert_head(&cio->io_parent_list, zl);
473
474         pio->io_child_count++;
475         cio->io_parent_count++;
476
477         mutex_exit(&pio->io_lock);
478         mutex_exit(&cio->io_lock);
479 }
480
481 static void
482 zio_remove_child(zio_t *pio, zio_t *cio, zio_link_t *zl)
483 {
484         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
485         ASSERT(zl->zl_child == cio);
486
487         mutex_enter(&cio->io_lock);
488         mutex_enter(&pio->io_lock);
489
490         list_remove(&pio->io_child_list, zl);
491         list_remove(&cio->io_parent_list, zl);
492
493         pio->io_child_count--;
494         cio->io_parent_count--;
495
496         mutex_exit(&pio->io_lock);
497         mutex_exit(&cio->io_lock);
498
499         kmem_cache_free(zio_link_cache, zl);
500 }
501
502 static boolean_t
503 zio_wait_for_children(zio_t *zio, enum zio_child child, enum zio_wait_type wait)
504 {
505         uint64_t *countp = &zio->io_children[child][wait];
506         boolean_t waiting = B_FALSE;
507
508         mutex_enter(&zio->io_lock);
509         ASSERT(zio->io_stall == NULL);
510         if (*countp != 0) {
511                 zio->io_stage >>= 1;
512                 zio->io_stall = countp;
513                 waiting = B_TRUE;
514         }
515         mutex_exit(&zio->io_lock);
516
517         return (waiting);
518 }
519
520 static void
521 zio_notify_parent(zio_t *pio, zio_t *zio, enum zio_wait_type wait)
522 {
523         uint64_t *countp = &pio->io_children[zio->io_child_type][wait];
524         int *errorp = &pio->io_child_error[zio->io_child_type];
525
526         mutex_enter(&pio->io_lock);
527         if (zio->io_error && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))
528                 *errorp = zio_worst_error(*errorp, zio->io_error);
529         pio->io_reexecute |= zio->io_reexecute;
530         ASSERT3U(*countp, >, 0);
531
532         (*countp)--;
533
534         if (*countp == 0 && pio->io_stall == countp) {
535                 pio->io_stall = NULL;
536                 mutex_exit(&pio->io_lock);
537                 zio_execute(pio);
538         } else {
539                 mutex_exit(&pio->io_lock);
540         }
541 }
542
543 static void
544 zio_inherit_child_errors(zio_t *zio, enum zio_child c)
545 {
546         if (zio->io_child_error[c] != 0 && zio->io_error == 0)
547                 zio->io_error = zio->io_child_error[c];
548 }
549
550 /*
551  * ==========================================================================
552  * Create the various types of I/O (read, write, free, etc)
553  * ==========================================================================
554  */
555 static zio_t *
556 zio_create(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
557     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
558     zio_type_t type, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
559     vdev_t *vd, uint64_t offset, const zbookmark_phys_t *zb,
560     enum zio_stage stage, enum zio_stage pipeline)
561 {
562         zio_t *zio;
563
564         ASSERT3U(type == ZIO_TYPE_FREE || size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
565         ASSERT(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
566         ASSERT(P2PHASE(offset, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
567
568         ASSERT(!vd || spa_config_held(spa, SCL_STATE_ALL, RW_READER));
569         ASSERT(!bp || !(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER));
570         ASSERT(vd || stage == ZIO_STAGE_OPEN);
571
572         zio = kmem_cache_alloc(zio_cache, KM_SLEEP);
573         bzero(zio, sizeof (zio_t));
574
575         mutex_init(&zio->io_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
576         cv_init(&zio->io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
577
578         list_create(&zio->io_parent_list, sizeof (zio_link_t),
579             offsetof(zio_link_t, zl_parent_node));
580         list_create(&zio->io_child_list, sizeof (zio_link_t),
581             offsetof(zio_link_t, zl_child_node));
582
583         if (vd != NULL)
584                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_VDEV;
585         else if (flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD)
586                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_GANG;
587         else if (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD)
588                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_DDT;
589         else
590                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_LOGICAL;
591
592         if (bp != NULL) {
593                 zio->io_bp = (blkptr_t *)bp;
594                 zio->io_bp_copy = *bp;
595                 zio->io_bp_orig = *bp;
596                 if (type != ZIO_TYPE_WRITE ||
597                     zio->io_child_type == ZIO_CHILD_DDT)
598                         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;  /* so caller can free */
599                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
600                         zio->io_logical = zio;
601                 if (zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG && BP_IS_GANG(bp))
602                         pipeline |= ZIO_GANG_STAGES;
603         }
604
605         zio->io_spa = spa;
606         zio->io_txg = txg;
607         zio->io_done = done;
608         zio->io_private = private;
609         zio->io_type = type;
610         zio->io_priority = priority;
611         zio->io_vd = vd;
612         zio->io_offset = offset;
613         zio->io_orig_data = zio->io_data = data;
614         zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
615         zio->io_orig_flags = zio->io_flags = flags;
616         zio->io_orig_stage = zio->io_stage = stage;
617         zio->io_orig_pipeline = zio->io_pipeline = pipeline;
618
619         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = (stage >= ZIO_STAGE_READY);
620         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = (stage >= ZIO_STAGE_DONE);
621
622         if (zb != NULL)
623                 zio->io_bookmark = *zb;
624
625         if (pio != NULL) {
626                 if (zio->io_logical == NULL)
627                         zio->io_logical = pio->io_logical;
628                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG)
629                         zio->io_gang_leader = pio->io_gang_leader;
630                 zio_add_child(pio, zio);
631         }
632
633         return (zio);
634 }
635
636 static void
637 zio_destroy(zio_t *zio)
638 {
639         list_destroy(&zio->io_parent_list);
640         list_destroy(&zio->io_child_list);
641         mutex_destroy(&zio->io_lock);
642         cv_destroy(&zio->io_cv);
643         kmem_cache_free(zio_cache, zio);
644 }
645
646 zio_t *
647 zio_null(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, zio_done_func_t *done,
648     void *private, enum zio_flag flags)
649 {
650         zio_t *zio;
651
652         zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
653             ZIO_TYPE_NULL, ZIO_PRIORITY_NOW, flags, vd, 0, NULL,
654             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_INTERLOCK_PIPELINE);
655
656         return (zio);
657 }
658
659 zio_t *
660 zio_root(spa_t *spa, zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
661 {
662         return (zio_null(NULL, spa, NULL, done, private, flags));
663 }
664
665 void
666 zfs_blkptr_verify(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
667 {
668         if (!DMU_OT_IS_VALID(BP_GET_TYPE(bp))) {
669                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid TYPE %llu",
670                     bp, (longlong_t)BP_GET_TYPE(bp));
671         }
672         if (BP_GET_CHECKSUM(bp) >= ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS ||
673             BP_GET_CHECKSUM(bp) <= ZIO_CHECKSUM_ON) {
674                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid CHECKSUM %llu",
675                     bp, (longlong_t)BP_GET_CHECKSUM(bp));
676         }
677         if (BP_GET_COMPRESS(bp) >= ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS ||
678             BP_GET_COMPRESS(bp) <= ZIO_COMPRESS_ON) {
679                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid COMPRESS %llu",
680                     bp, (longlong_t)BP_GET_COMPRESS(bp));
681         }
682         if (BP_GET_LSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
683                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid LSIZE %llu",
684                     bp, (longlong_t)BP_GET_LSIZE(bp));
685         }
686         if (BP_GET_PSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
687                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid PSIZE %llu",
688                     bp, (longlong_t)BP_GET_PSIZE(bp));
689         }
690
691         if (BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
692                 if (BPE_GET_ETYPE(bp) > NUM_BP_EMBEDDED_TYPES) {
693                         zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid ETYPE %llu",
694                             bp, (longlong_t)BPE_GET_ETYPE(bp));
695                 }
696         }
697
698         /*
699          * Pool-specific checks.
700          *
701          * Note: it would be nice to verify that the blk_birth and
702          * BP_PHYSICAL_BIRTH() are not too large.  However, spa_freeze()
703          * allows the birth time of log blocks (and dmu_sync()-ed blocks
704          * that are in the log) to be arbitrarily large.
705          */
706         for (int i = 0; i < BP_GET_NDVAS(bp); i++) {
707                 uint64_t vdevid = DVA_GET_VDEV(&bp->blk_dva[i]);
708                 if (vdevid >= spa->spa_root_vdev->vdev_children) {
709                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
710                             "VDEV %llu",
711                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
712                         continue;
713                 }
714                 vdev_t *vd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[vdevid];
715                 if (vd == NULL) {
716                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
717                             "VDEV %llu",
718                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
719                         continue;
720                 }
721                 if (vd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
722                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has hole "
723                             "VDEV %llu",
724                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
725                         continue;
726                 }
727                 if (vd->vdev_ops == &vdev_missing_ops) {
728                         /*
729                          * "missing" vdevs are valid during import, but we
730                          * don't have their detailed info (e.g. asize), so
731                          * we can't perform any more checks on them.
732                          */
733                         continue;
734                 }
735                 uint64_t offset = DVA_GET_OFFSET(&bp->blk_dva[i]);
736                 uint64_t asize = DVA_GET_ASIZE(&bp->blk_dva[i]);
737                 if (BP_IS_GANG(bp))
738                         asize = vdev_psize_to_asize(vd, SPA_GANGBLOCKSIZE);
739                 if (offset + asize > vd->vdev_asize) {
740                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
741                             "OFFSET %llu",
742                             bp, i, (longlong_t)offset);
743                 }
744         }
745 }
746
747 zio_t *
748 zio_read(zio_t *pio, spa_t *spa, const blkptr_t *bp,
749     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
750     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_phys_t *zb)
751 {
752         zio_t *zio;
753
754         zfs_blkptr_verify(spa, bp);
755
756         zio = zio_create(pio, spa, BP_PHYSICAL_BIRTH(bp), bp,
757             data, size, done, private,
758             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, NULL, 0, zb,
759             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
760             ZIO_DDT_CHILD_READ_PIPELINE : ZIO_READ_PIPELINE);
761
762         return (zio);
763 }
764
765 zio_t *
766 zio_write(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp,
767     void *data, uint64_t size, const zio_prop_t *zp,
768     zio_done_func_t *ready, zio_done_func_t *physdone, zio_done_func_t *done,
769     void *private,
770     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_phys_t *zb)
771 {
772         zio_t *zio;
773
774         ASSERT(zp->zp_checksum >= ZIO_CHECKSUM_OFF &&
775             zp->zp_checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS &&
776             zp->zp_compress >= ZIO_COMPRESS_OFF &&
777             zp->zp_compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS &&
778             DMU_OT_IS_VALID(zp->zp_type) &&
779             zp->zp_level < 32 &&
780             zp->zp_copies > 0 &&
781             zp->zp_copies <= spa_max_replication(spa));
782
783         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
784             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
785             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
786             ZIO_DDT_CHILD_WRITE_PIPELINE : ZIO_WRITE_PIPELINE);
787
788         zio->io_ready = ready;
789         zio->io_physdone = physdone;
790         zio->io_prop = *zp;
791
792         /*
793          * Data can be NULL if we are going to call zio_write_override() to
794          * provide the already-allocated BP.  But we may need the data to
795          * verify a dedup hit (if requested).  In this case, don't try to
796          * dedup (just take the already-allocated BP verbatim).
797          */
798         if (data == NULL && zio->io_prop.zp_dedup_verify) {
799                 zio->io_prop.zp_dedup = zio->io_prop.zp_dedup_verify = B_FALSE;
800         }
801
802         return (zio);
803 }
804
805 zio_t *
806 zio_rewrite(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp, void *data,
807     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
808     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, zbookmark_phys_t *zb)
809 {
810         zio_t *zio;
811
812         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
813             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
814             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_REWRITE_PIPELINE);
815
816         return (zio);
817 }
818
819 void
820 zio_write_override(zio_t *zio, blkptr_t *bp, int copies, boolean_t nopwrite)
821 {
822         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
823         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
824         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
825         ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(zio->io_spa));
826
827         /*
828          * We must reset the io_prop to match the values that existed
829          * when the bp was first written by dmu_sync() keeping in mind
830          * that nopwrite and dedup are mutually exclusive.
831          */
832         zio->io_prop.zp_dedup = nopwrite ? B_FALSE : zio->io_prop.zp_dedup;
833         zio->io_prop.zp_nopwrite = nopwrite;
834         zio->io_prop.zp_copies = copies;
835         zio->io_bp_override = bp;
836 }
837
838 void
839 zio_free(spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp)
840 {
841
842         /*
843          * The check for EMBEDDED is a performance optimization.  We
844          * process the free here (by ignoring it) rather than
845          * putting it on the list and then processing it in zio_free_sync().
846          */
847         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
848                 return;
849         metaslab_check_free(spa, bp);
850
851         /*
852          * Frees that are for the currently-syncing txg, are not going to be
853          * deferred, and which will not need to do a read (i.e. not GANG or
854          * DEDUP), can be processed immediately.  Otherwise, put them on the
855          * in-memory list for later processing.
856          */
857         if (zfs_trim_enabled || BP_IS_GANG(bp) || BP_GET_DEDUP(bp) ||
858             txg != spa->spa_syncing_txg ||
859             spa_sync_pass(spa) >= zfs_sync_pass_deferred_free) {
860                 bplist_append(&spa->spa_free_bplist[txg & TXG_MASK], bp);
861         } else {
862                 VERIFY0(zio_wait(zio_free_sync(NULL, spa, txg, bp,
863                     BP_GET_PSIZE(bp), 0)));
864         }
865 }
866
867 zio_t *
868 zio_free_sync(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
869     uint64_t size, enum zio_flag flags)
870 {
871         zio_t *zio;
872         enum zio_stage stage = ZIO_FREE_PIPELINE;
873
874         ASSERT(!BP_IS_HOLE(bp));
875         ASSERT(spa_syncing_txg(spa) == txg);
876         ASSERT(spa_sync_pass(spa) < zfs_sync_pass_deferred_free);
877
878         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
879                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
880
881         metaslab_check_free(spa, bp);
882         arc_freed(spa, bp);
883
884         if (zfs_trim_enabled)
885                 stage |= ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC | ZIO_STAGE_VDEV_IO_START |
886                     ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS;
887         /*
888          * GANG and DEDUP blocks can induce a read (for the gang block header,
889          * or the DDT), so issue them asynchronously so that this thread is
890          * not tied up.
891          */
892         else if (BP_IS_GANG(bp) || BP_GET_DEDUP(bp))
893                 stage |= ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC;
894
895         flags |= ZIO_FLAG_DONT_QUEUE;
896
897         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, size,
898             NULL, NULL, ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
899             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, stage);
900
901         return (zio);
902 }
903
904 zio_t *
905 zio_claim(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
906     zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
907 {
908         zio_t *zio;
909
910         dprintf_bp(bp, "claiming in txg %llu", txg);
911
912         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
913                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
914
915         /*
916          * A claim is an allocation of a specific block.  Claims are needed
917          * to support immediate writes in the intent log.  The issue is that
918          * immediate writes contain committed data, but in a txg that was
919          * *not* committed.  Upon opening the pool after an unclean shutdown,
920          * the intent log claims all blocks that contain immediate write data
921          * so that the SPA knows they're in use.
922          *
923          * All claims *must* be resolved in the first txg -- before the SPA
924          * starts allocating blocks -- so that nothing is allocated twice.
925          * If txg == 0 we just verify that the block is claimable.
926          */
927         ASSERT3U(spa->spa_uberblock.ub_rootbp.blk_birth, <, spa_first_txg(spa));
928         ASSERT(txg == spa_first_txg(spa) || txg == 0);
929         ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp) || !spa_writeable(spa));       /* zdb(1M) */
930
931         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
932             done, private, ZIO_TYPE_CLAIM, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
933             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_CLAIM_PIPELINE);
934
935         return (zio);
936 }
937
938 zio_t *
939 zio_ioctl(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, int cmd, uint64_t offset,
940     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
941     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags)
942 {
943         zio_t *zio;
944         int c;
945
946         if (vd->vdev_children == 0) {
947                 zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, size, done, private,
948                     ZIO_TYPE_IOCTL, priority, flags, vd, offset, NULL,
949                     ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_IOCTL_PIPELINE);
950
951                 zio->io_cmd = cmd;
952         } else {
953                 zio = zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, flags);
954
955                 for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
956                         zio_nowait(zio_ioctl(zio, spa, vd->vdev_child[c], cmd,
957                             offset, size, done, private, priority, flags));
958         }
959
960         return (zio);
961 }
962
963 zio_t *
964 zio_read_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
965     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
966     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
967 {
968         zio_t *zio;
969
970         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
971         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
972             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
973         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
974
975         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
976             ZIO_TYPE_READ, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd, offset,
977             NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_READ_PHYS_PIPELINE);
978
979         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
980
981         return (zio);
982 }
983
984 zio_t *
985 zio_write_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
986     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
987     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
988 {
989         zio_t *zio;
990
991         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
992         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
993             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
994         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
995
996         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
997             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd, offset,
998             NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_WRITE_PHYS_PIPELINE);
999
1000         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
1001
1002         if (zio_checksum_table[checksum].ci_eck) {
1003                 /*
1004                  * zec checksums are necessarily destructive -- they modify
1005                  * the end of the write buffer to hold the verifier/checksum.
1006                  * Therefore, we must make a local copy in case the data is
1007                  * being written to multiple places in parallel.
1008                  */
1009                 void *wbuf = zio_buf_alloc(size);
1010                 bcopy(data, wbuf, size);
1011                 zio_push_transform(zio, wbuf, size, size, NULL);
1012         }
1013
1014         return (zio);
1015 }
1016
1017 /*
1018  * Create a child I/O to do some work for us.
1019  */
1020 zio_t *
1021 zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
1022         void *data, uint64_t size, int type, zio_priority_t priority,
1023         enum zio_flag flags, zio_done_func_t *done, void *private)
1024 {
1025         enum zio_stage pipeline = ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE;
1026         zio_t *zio;
1027
1028         ASSERT(vd->vdev_parent ==
1029             (pio->io_vd ? pio->io_vd : pio->io_spa->spa_root_vdev));
1030
1031         if (type == ZIO_TYPE_READ && bp != NULL) {
1032                 /*
1033                  * If we have the bp, then the child should perform the
1034                  * checksum and the parent need not.  This pushes error
1035                  * detection as close to the leaves as possible and
1036                  * eliminates redundant checksums in the interior nodes.
1037                  */
1038                 pipeline |= ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1039                 pio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1040         }
1041
1042         /* Not all IO types require vdev io done stage e.g. free */
1043         if (!(pio->io_pipeline & ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE))
1044                 pipeline &= ~ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE;
1045
1046         if (vd->vdev_children == 0)
1047                 offset += VDEV_LABEL_START_SIZE;
1048
1049         flags |= ZIO_VDEV_CHILD_FLAGS(pio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
1050
1051         /*
1052          * If we've decided to do a repair, the write is not speculative --
1053          * even if the original read was.
1054          */
1055         if (flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)
1056                 flags &= ~ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
1057
1058         zio = zio_create(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp, data, size,
1059             done, private, type, priority, flags, vd, offset, &pio->io_bookmark,
1060             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, pipeline);
1061
1062         zio->io_physdone = pio->io_physdone;
1063         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && zio->io_logical != NULL)
1064                 zio->io_logical->io_phys_children++;
1065
1066         return (zio);
1067 }
1068
1069 zio_t *
1070 zio_vdev_delegated_io(vdev_t *vd, uint64_t offset, void *data, uint64_t size,
1071         int type, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
1072         zio_done_func_t *done, void *private)
1073 {
1074         zio_t *zio;
1075
1076         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1077
1078         zio = zio_create(NULL, vd->vdev_spa, 0, NULL,
1079             data, size, done, private, type, priority,
1080             flags | ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_DELEGATED,
1081             vd, offset, NULL,
1082             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE);
1083
1084         return (zio);
1085 }
1086
1087 void
1088 zio_flush(zio_t *zio, vdev_t *vd)
1089 {
1090         zio_nowait(zio_ioctl(zio, zio->io_spa, vd, DKIOCFLUSHWRITECACHE, 0, 0,
1091             NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_NOW,
1092             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY));
1093 }
1094
1095 zio_t *
1096 zio_trim(zio_t *zio, spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size)
1097 {
1098
1099         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1100
1101         return (zio_create(zio, spa, 0, NULL, NULL, size, NULL, NULL,
1102             ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_TRIM, ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE |
1103             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY,
1104             vd, offset, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_FREE_PHYS_PIPELINE));
1105 }
1106
1107 void
1108 zio_shrink(zio_t *zio, uint64_t size)
1109 {
1110         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1111         ASSERT(zio->io_orig_size == zio->io_size);
1112         ASSERT(size <= zio->io_size);
1113
1114         /*
1115          * We don't shrink for raidz because of problems with the
1116          * reconstruction when reading back less than the block size.
1117          * Note, BP_IS_RAIDZ() assumes no compression.
1118          */
1119         ASSERT(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp) == ZIO_COMPRESS_OFF);
1120         if (!BP_IS_RAIDZ(zio->io_bp))
1121                 zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
1122 }
1123
1124 /*
1125  * ==========================================================================
1126  * Prepare to read and write logical blocks
1127  * ==========================================================================
1128  */
1129
1130 static int
1131 zio_read_bp_init(zio_t *zio)
1132 {
1133         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1134
1135         if (BP_GET_COMPRESS(bp) != ZIO_COMPRESS_OFF &&
1136             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1137             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW)) {
1138                 uint64_t psize =
1139                     BP_IS_EMBEDDED(bp) ? BPE_GET_PSIZE(bp) : BP_GET_PSIZE(bp);
1140                 void *cbuf = zio_buf_alloc(psize);
1141
1142                 zio_push_transform(zio, cbuf, psize, psize, zio_decompress);
1143         }
1144
1145         if (BP_IS_EMBEDDED(bp) && BPE_GET_ETYPE(bp) == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1146                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1147                 decode_embedded_bp_compressed(bp, zio->io_data);
1148         } else {
1149                 ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
1150         }
1151
1152         if (!DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) && BP_GET_LEVEL(bp) == 0)
1153                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1154
1155         if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_DDT_ZAP)
1156                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1157
1158         if (BP_GET_DEDUP(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
1159                 zio->io_pipeline = ZIO_DDT_READ_PIPELINE;
1160
1161         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1162 }
1163
1164 static int
1165 zio_write_bp_init(zio_t *zio)
1166 {
1167         spa_t *spa = zio->io_spa;
1168         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
1169         enum zio_compress compress = zp->zp_compress;
1170         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1171         uint64_t lsize = zio->io_size;
1172         uint64_t psize = lsize;
1173         int pass = 1;
1174
1175         /*
1176          * If our children haven't all reached the ready stage,
1177          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
1178          */
1179         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
1180             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_READY))
1181                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1182
1183         if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
1184                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1185
1186         ASSERT(zio->io_child_type != ZIO_CHILD_DDT);
1187
1188         if (zio->io_bp_override) {
1189                 ASSERT(bp->blk_birth != zio->io_txg);
1190                 ASSERT(BP_GET_DEDUP(zio->io_bp_override) == 0);
1191
1192                 *bp = *zio->io_bp_override;
1193                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1194
1195                 if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
1196                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1197
1198                 /*
1199                  * If we've been overridden and nopwrite is set then
1200                  * set the flag accordingly to indicate that a nopwrite
1201                  * has already occurred.
1202                  */
1203                 if (!BP_IS_HOLE(bp) && zp->zp_nopwrite) {
1204                         ASSERT(!zp->zp_dedup);
1205                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
1206                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1207                 }
1208
1209                 ASSERT(!zp->zp_nopwrite);
1210
1211                 if (BP_IS_HOLE(bp) || !zp->zp_dedup)
1212                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1213
1214                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup ||
1215                     zp->zp_dedup_verify);
1216
1217                 if (BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum) {
1218                         BP_SET_DEDUP(bp, 1);
1219                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_DDT_WRITE;
1220                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1221                 }
1222         }
1223
1224         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg) {
1225                 /*
1226                  * We're rewriting an existing block, which means we're
1227                  * working on behalf of spa_sync().  For spa_sync() to
1228                  * converge, it must eventually be the case that we don't
1229                  * have to allocate new blocks.  But compression changes
1230                  * the blocksize, which forces a reallocate, and makes
1231                  * convergence take longer.  Therefore, after the first
1232                  * few passes, stop compressing to ensure convergence.
1233                  */
1234                 pass = spa_sync_pass(spa);
1235
1236                 ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(spa));
1237                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1238                 ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp));
1239
1240                 if (pass >= zfs_sync_pass_dont_compress)
1241                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1242
1243                 /* Make sure someone doesn't change their mind on overwrites */
1244                 ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp) || MIN(zp->zp_copies + BP_IS_GANG(bp),
1245                     spa_max_replication(spa)) == BP_GET_NDVAS(bp));
1246         }
1247
1248         if (compress != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1249                 void *cbuf = zio_buf_alloc(lsize);
1250                 psize = zio_compress_data(compress, zio->io_data, cbuf, lsize);
1251                 if (psize == 0 || psize == lsize) {
1252                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1253                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1254                 } else if (!zp->zp_dedup && psize <= BPE_PAYLOAD_SIZE &&
1255                     zp->zp_level == 0 && !DMU_OT_HAS_FILL(zp->zp_type) &&
1256                     spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA)) {
1257                         encode_embedded_bp_compressed(bp,
1258                             cbuf, compress, lsize, psize);
1259                         BPE_SET_ETYPE(bp, BP_EMBEDDED_TYPE_DATA);
1260                         BP_SET_TYPE(bp, zio->io_prop.zp_type);
1261                         BP_SET_LEVEL(bp, zio->io_prop.zp_level);
1262                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1263                         bp->blk_birth = zio->io_txg;
1264                         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1265                         ASSERT(spa_feature_is_active(spa,
1266                             SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1267                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1268                 } else {
1269                         /*
1270                          * Round up compressed size up to the ashift
1271                          * of the smallest-ashift device, and zero the tail.
1272                          * This ensures that the compressed size of the BP
1273                          * (and thus compressratio property) are correct,
1274                          * in that we charge for the padding used to fill out
1275                          * the last sector.
1276                          */
1277                         ASSERT3U(spa->spa_min_ashift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
1278                         size_t rounded = (size_t)P2ROUNDUP(psize,
1279                             1ULL << spa->spa_min_ashift);
1280                         if (rounded >= lsize) {
1281                                 compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1282                                 zio_buf_free(cbuf, lsize);
1283                                 psize = lsize;
1284                         } else {
1285                                 bzero((char *)cbuf + psize, rounded - psize);
1286                                 psize = rounded;
1287                                 zio_push_transform(zio, cbuf,
1288                                     psize, lsize, NULL);
1289                         }
1290                 }
1291         }
1292
1293         /*
1294          * The final pass of spa_sync() must be all rewrites, but the first
1295          * few passes offer a trade-off: allocating blocks defers convergence,
1296          * but newly allocated blocks are sequential, so they can be written
1297          * to disk faster.  Therefore, we allow the first few passes of
1298          * spa_sync() to allocate new blocks, but force rewrites after that.
1299          * There should only be a handful of blocks after pass 1 in any case.
1300          */
1301         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg &&
1302             BP_GET_PSIZE(bp) == psize &&
1303             pass >= zfs_sync_pass_rewrite) {
1304                 ASSERT(psize != 0);
1305                 enum zio_stage gang_stages = zio->io_pipeline & ZIO_GANG_STAGES;
1306                 zio->io_pipeline = ZIO_REWRITE_PIPELINE | gang_stages;
1307                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_REWRITE;
1308         } else {
1309                 BP_ZERO(bp);
1310                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
1311         }
1312
1313         if (psize == 0) {
1314                 if (zio->io_bp_orig.blk_birth != 0 &&
1315                     spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_HOLE_BIRTH)) {
1316                         BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1317                         BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1318                         BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1319                         BP_SET_BIRTH(bp, zio->io_txg, 0);
1320                 }
1321                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1322         } else {
1323                 ASSERT(zp->zp_checksum != ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER);
1324                 BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1325                 BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1326                 BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1327                 BP_SET_PSIZE(bp, psize);
1328                 BP_SET_COMPRESS(bp, compress);
1329                 BP_SET_CHECKSUM(bp, zp->zp_checksum);
1330                 BP_SET_DEDUP(bp, zp->zp_dedup);
1331                 BP_SET_BYTEORDER(bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
1332                 if (zp->zp_dedup) {
1333                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1334                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1335                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_WRITE_PIPELINE;
1336                 }
1337                 if (zp->zp_nopwrite) {
1338                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1339                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1340                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_NOP_WRITE;
1341                 }
1342         }
1343
1344         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1345 }
1346
1347 static int
1348 zio_free_bp_init(zio_t *zio)
1349 {
1350         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1351
1352         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL) {
1353                 if (BP_GET_DEDUP(bp))
1354                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_FREE_PIPELINE;
1355         }
1356
1357         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1358 }
1359
1360 /*
1361  * ==========================================================================
1362  * Execute the I/O pipeline
1363  * ==========================================================================
1364  */
1365
1366 static void
1367 zio_taskq_dispatch(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q, boolean_t cutinline)
1368 {
1369         spa_t *spa = zio->io_spa;
1370         zio_type_t t = zio->io_type;
1371         int flags = (cutinline ? TQ_FRONT : 0);
1372
1373         ASSERT(q == ZIO_TASKQ_ISSUE || q == ZIO_TASKQ_INTERRUPT);
1374
1375         /*
1376          * If we're a config writer or a probe, the normal issue and
1377          * interrupt threads may all be blocked waiting for the config lock.
1378          * In this case, select the otherwise-unused taskq for ZIO_TYPE_NULL.
1379          */
1380         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_PROBE))
1381                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1382
1383         /*
1384          * A similar issue exists for the L2ARC write thread until L2ARC 2.0.
1385          */
1386         if (t == ZIO_TYPE_WRITE && zio->io_vd && zio->io_vd->vdev_aux)
1387                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1388
1389         /*
1390          * If this is a high priority I/O, then use the high priority taskq if
1391          * available.
1392          */
1393         if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW &&
1394             spa->spa_zio_taskq[t][q + 1].stqs_count != 0)
1395                 q++;
1396
1397         ASSERT3U(q, <, ZIO_TASKQ_TYPES);
1398
1399         /*
1400          * NB: We are assuming that the zio can only be dispatched
1401          * to a single taskq at a time.  It would be a grievous error
1402          * to dispatch the zio to another taskq at the same time.
1403          */
1404 #if defined(illumos) || !defined(_KERNEL)
1405         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_next == NULL);
1406 #else
1407         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_task.ta_pending == 0);
1408 #endif
1409         spa_taskq_dispatch_ent(spa, t, q, (task_func_t *)zio_execute, zio,
1410             flags, &zio->io_tqent);
1411 }
1412
1413 static boolean_t
1414 zio_taskq_member(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q)
1415 {
1416         kthread_t *executor = zio->io_executor;
1417         spa_t *spa = zio->io_spa;
1418
1419         for (zio_type_t t = 0; t < ZIO_TYPES; t++) {
1420                 spa_taskqs_t *tqs = &spa->spa_zio_taskq[t][q];
1421                 uint_t i;
1422                 for (i = 0; i < tqs->stqs_count; i++) {
1423                         if (taskq_member(tqs->stqs_taskq[i], executor))
1424                                 return (B_TRUE);
1425                 }
1426         }
1427
1428         return (B_FALSE);
1429 }
1430
1431 static int
1432 zio_issue_async(zio_t *zio)
1433 {
1434         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1435
1436         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1437 }
1438
1439 void
1440 zio_interrupt(zio_t *zio)
1441 {
1442         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT, B_FALSE);
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Execute the I/O pipeline until one of the following occurs:
1447  *
1448  *      (1) the I/O completes
1449  *      (2) the pipeline stalls waiting for dependent child I/Os
1450  *      (3) the I/O issues, so we're waiting for an I/O completion interrupt
1451  *      (4) the I/O is delegated by vdev-level caching or aggregation
1452  *      (5) the I/O is deferred due to vdev-level queueing
1453  *      (6) the I/O is handed off to another thread.
1454  *
1455  * In all cases, the pipeline stops whenever there's no CPU work; it never
1456  * burns a thread in cv_wait().
1457  *
1458  * There's no locking on io_stage because there's no legitimate way
1459  * for multiple threads to be attempting to process the same I/O.
1460  */
1461 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[];
1462
1463 void
1464 zio_execute(zio_t *zio)
1465 {
1466         zio->io_executor = curthread;
1467
1468         while (zio->io_stage < ZIO_STAGE_DONE) {
1469                 enum zio_stage pipeline = zio->io_pipeline;
1470                 enum zio_stage stage = zio->io_stage;
1471                 int rv;
1472
1473                 ASSERT(!MUTEX_HELD(&zio->io_lock));
1474                 ASSERT(ISP2(stage));
1475                 ASSERT(zio->io_stall == NULL);
1476
1477                 do {
1478                         stage <<= 1;
1479                 } while ((stage & pipeline) == 0);
1480
1481                 ASSERT(stage <= ZIO_STAGE_DONE);
1482
1483                 /*
1484                  * If we are in interrupt context and this pipeline stage
1485                  * will grab a config lock that is held across I/O,
1486                  * or may wait for an I/O that needs an interrupt thread
1487                  * to complete, issue async to avoid deadlock.
1488                  *
1489                  * For VDEV_IO_START, we cut in line so that the io will
1490                  * be sent to disk promptly.
1491                  */
1492                 if ((stage & ZIO_BLOCKING_STAGES) && zio->io_vd == NULL &&
1493                     zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT)) {
1494                         boolean_t cut = (stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START) ?
1495                             zio_requeue_io_start_cut_in_line : B_FALSE;
1496                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
1497                         return;
1498                 }
1499
1500                 zio->io_stage = stage;
1501                 rv = zio_pipeline[highbit64(stage) - 1](zio);
1502
1503                 if (rv == ZIO_PIPELINE_STOP)
1504                         return;
1505
1506                 ASSERT(rv == ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1507         }
1508 }
1509
1510 /*
1511  * ==========================================================================
1512  * Initiate I/O, either sync or async
1513  * ==========================================================================
1514  */
1515 int
1516 zio_wait(zio_t *zio)
1517 {
1518         int error;
1519
1520         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1521         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1522
1523         zio->io_waiter = curthread;
1524
1525         zio_execute(zio);
1526
1527         mutex_enter(&zio->io_lock);
1528         while (zio->io_executor != NULL)
1529                 cv_wait(&zio->io_cv, &zio->io_lock);
1530         mutex_exit(&zio->io_lock);
1531
1532         error = zio->io_error;
1533         zio_destroy(zio);
1534
1535         return (error);
1536 }
1537
1538 void
1539 zio_nowait(zio_t *zio)
1540 {
1541         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1542
1543         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1544             zio_unique_parent(zio) == NULL) {
1545                 /*
1546                  * This is a logical async I/O with no parent to wait for it.
1547                  * We add it to the spa_async_root_zio "Godfather" I/O which
1548                  * will ensure they complete prior to unloading the pool.
1549                  */
1550                 spa_t *spa = zio->io_spa;
1551
1552                 zio_add_child(spa->spa_async_zio_root[CPU_SEQID], zio);
1553         }
1554
1555         zio_execute(zio);
1556 }
1557
1558 /*
1559  * ==========================================================================
1560  * Reexecute or suspend/resume failed I/O
1561  * ==========================================================================
1562  */
1563
1564 static void
1565 zio_reexecute(zio_t *pio)
1566 {
1567         zio_t *cio, *cio_next;
1568
1569         ASSERT(pio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1570         ASSERT(pio->io_orig_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1571         ASSERT(pio->io_gang_leader == NULL);
1572         ASSERT(pio->io_gang_tree == NULL);
1573
1574         pio->io_flags = pio->io_orig_flags;
1575         pio->io_stage = pio->io_orig_stage;
1576         pio->io_pipeline = pio->io_orig_pipeline;
1577         pio->io_reexecute = 0;
1578         pio->io_flags |= ZIO_FLAG_REEXECUTED;
1579         pio->io_error = 0;
1580         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1581                 pio->io_state[w] = 0;
1582         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
1583                 pio->io_child_error[c] = 0;
1584
1585         if (IO_IS_ALLOCATING(pio))
1586                 BP_ZERO(pio->io_bp);
1587
1588         /*
1589          * As we reexecute pio's children, new children could be created.
1590          * New children go to the head of pio's io_child_list, however,
1591          * so we will (correctly) not reexecute them.  The key is that
1592          * the remainder of pio's io_child_list, from 'cio_next' onward,
1593          * cannot be affected by any side effects of reexecuting 'cio'.
1594          */
1595         for (cio = zio_walk_children(pio); cio != NULL; cio = cio_next) {
1596                 cio_next = zio_walk_children(pio);
1597                 mutex_enter(&pio->io_lock);
1598                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1599                         pio->io_children[cio->io_child_type][w]++;
1600                 mutex_exit(&pio->io_lock);
1601                 zio_reexecute(cio);
1602         }
1603
1604         /*
1605          * Now that all children have been reexecuted, execute the parent.
1606          * We don't reexecute "The Godfather" I/O here as it's the
1607          * responsibility of the caller to wait on him.
1608          */
1609         if (!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER))
1610                 zio_execute(pio);
1611 }
1612
1613 void
1614 zio_suspend(spa_t *spa, zio_t *zio)
1615 {
1616         if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_PANIC)
1617                 fm_panic("Pool '%s' has encountered an uncorrectable I/O "
1618                     "failure and the failure mode property for this pool "
1619                     "is set to panic.", spa_name(spa));
1620
1621         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO_FAILURE, spa, NULL, NULL, 0, 0);
1622
1623         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1624
1625         if (spa->spa_suspend_zio_root == NULL)
1626                 spa->spa_suspend_zio_root = zio_root(spa, NULL, NULL,
1627                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE |
1628                     ZIO_FLAG_GODFATHER);
1629
1630         spa->spa_suspended = B_TRUE;
1631
1632         if (zio != NULL) {
1633                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
1634                 ASSERT(zio != spa->spa_suspend_zio_root);
1635                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1636                 ASSERT(zio_unique_parent(zio) == NULL);
1637                 ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DONE);
1638                 zio_add_child(spa->spa_suspend_zio_root, zio);
1639         }
1640
1641         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1642 }
1643
1644 int
1645 zio_resume(spa_t *spa)
1646 {
1647         zio_t *pio;
1648
1649         /*
1650          * Reexecute all previously suspended i/o.
1651          */
1652         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1653         spa->spa_suspended = B_FALSE;
1654         cv_broadcast(&spa->spa_suspend_cv);
1655         pio = spa->spa_suspend_zio_root;
1656         spa->spa_suspend_zio_root = NULL;
1657         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1658
1659         if (pio == NULL)
1660                 return (0);
1661
1662         zio_reexecute(pio);
1663         return (zio_wait(pio));
1664 }
1665
1666 void
1667 zio_resume_wait(spa_t *spa)
1668 {
1669         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1670         while (spa_suspended(spa))
1671                 cv_wait(&spa->spa_suspend_cv, &spa->spa_suspend_lock);
1672         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1673 }
1674
1675 /*
1676  * ==========================================================================
1677  * Gang blocks.
1678  *
1679  * A gang block is a collection of small blocks that looks to the DMU
1680  * like one large block.  When zio_dva_allocate() cannot find a block
1681  * of the requested size, due to either severe fragmentation or the pool
1682  * being nearly full, it calls zio_write_gang_block() to construct the
1683  * block from smaller fragments.
1684  *
1685  * A gang block consists of a gang header (zio_gbh_phys_t) and up to
1686  * three (SPA_GBH_NBLKPTRS) gang members.  The gang header is just like
1687  * an indirect block: it's an array of block pointers.  It consumes
1688  * only one sector and hence is allocatable regardless of fragmentation.
1689  * The gang header's bps point to its gang members, which hold the data.
1690  *
1691  * Gang blocks are self-checksumming, using the bp's <vdev, offset, txg>
1692  * as the verifier to ensure uniqueness of the SHA256 checksum.
1693  * Critically, the gang block bp's blk_cksum is the checksum of the data,
1694  * not the gang header.  This ensures that data block signatures (needed for
1695  * deduplication) are independent of how the block is physically stored.
1696  *
1697  * Gang blocks can be nested: a gang member may itself be a gang block.
1698  * Thus every gang block is a tree in which root and all interior nodes are
1699  * gang headers, and the leaves are normal blocks that contain user data.
1700  * The root of the gang tree is called the gang leader.
1701  *
1702  * To perform any operation (read, rewrite, free, claim) on a gang block,
1703  * zio_gang_assemble() first assembles the gang tree (minus data leaves)
1704  * in the io_gang_tree field of the original logical i/o by recursively
1705  * reading the gang leader and all gang headers below it.  This yields
1706  * an in-core tree containing the contents of every gang header and the
1707  * bps for every constituent of the gang block.
1708  *
1709  * With the gang tree now assembled, zio_gang_issue() just walks the gang tree
1710  * and invokes a callback on each bp.  To free a gang block, zio_gang_issue()
1711  * calls zio_free_gang() -- a trivial wrapper around zio_free() -- for each bp.
1712  * zio_claim_gang() provides a similarly trivial wrapper for zio_claim().
1713  * zio_read_gang() is a wrapper around zio_read() that omits reading gang
1714  * headers, since we already have those in io_gang_tree.  zio_rewrite_gang()
1715  * performs a zio_rewrite() of the data or, for gang headers, a zio_rewrite()
1716  * of the gang header plus zio_checksum_compute() of the data to update the
1717  * gang header's blk_cksum as described above.
1718  *
1719  * The two-phase assemble/issue model solves the problem of partial failure --
1720  * what if you'd freed part of a gang block but then couldn't read the
1721  * gang header for another part?  Assembling the entire gang tree first
1722  * ensures that all the necessary gang header I/O has succeeded before
1723  * starting the actual work of free, claim, or write.  Once the gang tree
1724  * is assembled, free and claim are in-memory operations that cannot fail.
1725  *
1726  * In the event that a gang write fails, zio_dva_unallocate() walks the
1727  * gang tree to immediately free (i.e. insert back into the space map)
1728  * everything we've allocated.  This ensures that we don't get ENOSPC
1729  * errors during repeated suspend/resume cycles due to a flaky device.
1730  *
1731  * Gang rewrites only happen during sync-to-convergence.  If we can't assemble
1732  * the gang tree, we won't modify the block, so we can safely defer the free
1733  * (knowing that the block is still intact).  If we *can* assemble the gang
1734  * tree, then even if some of the rewrites fail, zio_dva_unallocate() will free
1735  * each constituent bp and we can allocate a new block on the next sync pass.
1736  *
1737  * In all cases, the gang tree allows complete recovery from partial failure.
1738  * ==========================================================================
1739  */
1740
1741 static zio_t *
1742 zio_read_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1743 {
1744         if (gn != NULL)
1745                 return (pio);
1746
1747         return (zio_read(pio, pio->io_spa, bp, data, BP_GET_PSIZE(bp),
1748             NULL, NULL, pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1749             &pio->io_bookmark));
1750 }
1751
1752 zio_t *
1753 zio_rewrite_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1754 {
1755         zio_t *zio;
1756
1757         if (gn != NULL) {
1758                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1759                     gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL, pio->io_priority,
1760                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1761                 /*
1762                  * As we rewrite each gang header, the pipeline will compute
1763                  * a new gang block header checksum for it; but no one will
1764                  * compute a new data checksum, so we do that here.  The one
1765                  * exception is the gang leader: the pipeline already computed
1766                  * its data checksum because that stage precedes gang assembly.
1767                  * (Presently, nothing actually uses interior data checksums;
1768                  * this is just good hygiene.)
1769                  */
1770                 if (gn != pio->io_gang_leader->io_gang_tree) {
1771                         zio_checksum_compute(zio, BP_GET_CHECKSUM(bp),
1772                             data, BP_GET_PSIZE(bp));
1773                 }
1774                 /*
1775                  * If we are here to damage data for testing purposes,
1776                  * leave the GBH alone so that we can detect the damage.
1777                  */
1778                 if (pio->io_gang_leader->io_flags & ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE)
1779                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
1780         } else {
1781                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1782                     data, BP_GET_PSIZE(bp), NULL, NULL, pio->io_priority,
1783                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1784         }
1785
1786         return (zio);
1787 }
1788
1789 /* ARGSUSED */
1790 zio_t *
1791 zio_free_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1792 {
1793         return (zio_free_sync(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1794             BP_IS_GANG(bp) ? SPA_GANGBLOCKSIZE : BP_GET_PSIZE(bp),
1795             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1796 }
1797
1798 /* ARGSUSED */
1799 zio_t *
1800 zio_claim_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1801 {
1802         return (zio_claim(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1803             NULL, NULL, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1804 }
1805
1806 static zio_gang_issue_func_t *zio_gang_issue_func[ZIO_TYPES] = {
1807         NULL,
1808         zio_read_gang,
1809         zio_rewrite_gang,
1810         zio_free_gang,
1811         zio_claim_gang,
1812         NULL
1813 };
1814
1815 static void zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio);
1816
1817 static zio_gang_node_t *
1818 zio_gang_node_alloc(zio_gang_node_t **gnpp)
1819 {
1820         zio_gang_node_t *gn;
1821
1822         ASSERT(*gnpp == NULL);
1823
1824         gn = kmem_zalloc(sizeof (*gn), KM_SLEEP);
1825         gn->gn_gbh = zio_buf_alloc(SPA_GANGBLOCKSIZE);
1826         *gnpp = gn;
1827
1828         return (gn);
1829 }
1830
1831 static void
1832 zio_gang_node_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1833 {
1834         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1835
1836         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1837                 ASSERT(gn->gn_child[g] == NULL);
1838
1839         zio_buf_free(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1840         kmem_free(gn, sizeof (*gn));
1841         *gnpp = NULL;
1842 }
1843
1844 static void
1845 zio_gang_tree_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1846 {
1847         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1848
1849         if (gn == NULL)
1850                 return;
1851
1852         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1853                 zio_gang_tree_free(&gn->gn_child[g]);
1854
1855         zio_gang_node_free(gnpp);
1856 }
1857
1858 static void
1859 zio_gang_tree_assemble(zio_t *gio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t **gnpp)
1860 {
1861         zio_gang_node_t *gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
1862
1863         ASSERT(gio->io_gang_leader == gio);
1864         ASSERT(BP_IS_GANG(bp));
1865
1866         zio_nowait(zio_read(gio, gio->io_spa, bp, gn->gn_gbh,
1867             SPA_GANGBLOCKSIZE, zio_gang_tree_assemble_done, gn,
1868             gio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(gio), &gio->io_bookmark));
1869 }
1870
1871 static void
1872 zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio)
1873 {
1874         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
1875         zio_gang_node_t *gn = zio->io_private;
1876         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1877
1878         ASSERT(gio == zio_unique_parent(zio));
1879         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
1880
1881         if (zio->io_error)
1882                 return;
1883
1884         if (BP_SHOULD_BYTESWAP(bp))
1885                 byteswap_uint64_array(zio->io_data, zio->io_size);
1886
1887         ASSERT(zio->io_data == gn->gn_gbh);
1888         ASSERT(zio->io_size == SPA_GANGBLOCKSIZE);
1889         ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1890
1891         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1892                 blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1893                 if (!BP_IS_GANG(gbp))
1894                         continue;
1895                 zio_gang_tree_assemble(gio, gbp, &gn->gn_child[g]);
1896         }
1897 }
1898
1899 static void
1900 zio_gang_tree_issue(zio_t *pio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp, void *data)
1901 {
1902         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1903         zio_t *zio;
1904
1905         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) == !!gn);
1906         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == BP_GET_CHECKSUM(gio->io_bp));
1907         ASSERT(BP_GET_LSIZE(bp) == BP_GET_PSIZE(bp) || gn == gio->io_gang_tree);
1908
1909         /*
1910          * If you're a gang header, your data is in gn->gn_gbh.
1911          * If you're a gang member, your data is in 'data' and gn == NULL.
1912          */
1913         zio = zio_gang_issue_func[gio->io_type](pio, bp, gn, data);
1914
1915         if (gn != NULL) {
1916                 ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1917
1918                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1919                         blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1920                         if (BP_IS_HOLE(gbp))
1921                                 continue;
1922                         zio_gang_tree_issue(zio, gn->gn_child[g], gbp, data);
1923                         data = (char *)data + BP_GET_PSIZE(gbp);
1924                 }
1925         }
1926
1927         if (gn == gio->io_gang_tree && gio->io_data != NULL)
1928                 ASSERT3P((char *)gio->io_data + gio->io_size, ==, data);
1929
1930         if (zio != pio)
1931                 zio_nowait(zio);
1932 }
1933
1934 static int
1935 zio_gang_assemble(zio_t *zio)
1936 {
1937         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1938
1939         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == NULL);
1940         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1941
1942         zio->io_gang_leader = zio;
1943
1944         zio_gang_tree_assemble(zio, bp, &zio->io_gang_tree);
1945
1946         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1947 }
1948
1949 static int
1950 zio_gang_issue(zio_t *zio)
1951 {
1952         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1953
1954         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE))
1955                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1956
1957         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == zio);
1958         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1959
1960         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_GANG] == 0)
1961                 zio_gang_tree_issue(zio, zio->io_gang_tree, bp, zio->io_data);
1962         else
1963                 zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
1964
1965         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1966
1967         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1968 }
1969
1970 static void
1971 zio_write_gang_member_ready(zio_t *zio)
1972 {
1973         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
1974         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
1975         dva_t *cdva = zio->io_bp->blk_dva;
1976         dva_t *pdva = pio->io_bp->blk_dva;
1977         uint64_t asize;
1978
1979         if (BP_IS_HOLE(zio->io_bp))
1980                 return;
1981
1982         ASSERT(BP_IS_HOLE(&zio->io_bp_orig));
1983
1984         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG);
1985         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, ==, gio->io_prop.zp_copies);
1986         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
1987         ASSERT3U(pio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1988         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(zio->io_bp), <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1989
1990         mutex_enter(&pio->io_lock);
1991         for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(zio->io_bp); d++) {
1992                 ASSERT(DVA_GET_GANG(&pdva[d]));
1993                 asize = DVA_GET_ASIZE(&pdva[d]);
1994                 asize += DVA_GET_ASIZE(&cdva[d]);
1995                 DVA_SET_ASIZE(&pdva[d], asize);
1996         }
1997         mutex_exit(&pio->io_lock);
1998 }
1999
2000 static int
2001 zio_write_gang_block(zio_t *pio)
2002 {
2003         spa_t *spa = pio->io_spa;
2004         blkptr_t *bp = pio->io_bp;
2005         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
2006         zio_t *zio;
2007         zio_gang_node_t *gn, **gnpp;
2008         zio_gbh_phys_t *gbh;
2009         uint64_t txg = pio->io_txg;
2010         uint64_t resid = pio->io_size;
2011         uint64_t lsize;
2012         int copies = gio->io_prop.zp_copies;
2013         int gbh_copies = MIN(copies + 1, spa_max_replication(spa));
2014         zio_prop_t zp;
2015         int error;
2016
2017         error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), SPA_GANGBLOCKSIZE,
2018             bp, gbh_copies, txg, pio == gio ? NULL : gio->io_bp,
2019             METASLAB_HINTBP_FAVOR | METASLAB_GANG_HEADER);
2020         if (error) {
2021                 pio->io_error = error;
2022                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2023         }
2024
2025         if (pio == gio) {
2026                 gnpp = &gio->io_gang_tree;
2027         } else {
2028                 gnpp = pio->io_private;
2029                 ASSERT(pio->io_ready == zio_write_gang_member_ready);
2030         }
2031
2032         gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
2033         gbh = gn->gn_gbh;
2034         bzero(gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
2035
2036         /*
2037          * Create the gang header.
2038          */
2039         zio = zio_rewrite(pio, spa, txg, bp, gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL,
2040             pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
2041
2042         /*
2043          * Create and nowait the gang children.
2044          */
2045         for (int g = 0; resid != 0; resid -= lsize, g++) {
2046                 lsize = P2ROUNDUP(resid / (SPA_GBH_NBLKPTRS - g),
2047                     SPA_MINBLOCKSIZE);
2048                 ASSERT(lsize >= SPA_MINBLOCKSIZE && lsize <= resid);
2049
2050                 zp.zp_checksum = gio->io_prop.zp_checksum;
2051                 zp.zp_compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
2052                 zp.zp_type = DMU_OT_NONE;
2053                 zp.zp_level = 0;
2054                 zp.zp_copies = gio->io_prop.zp_copies;
2055                 zp.zp_dedup = B_FALSE;
2056                 zp.zp_dedup_verify = B_FALSE;
2057                 zp.zp_nopwrite = B_FALSE;
2058
2059                 zio_nowait(zio_write(zio, spa, txg, &gbh->zg_blkptr[g],
2060                     (char *)pio->io_data + (pio->io_size - resid), lsize, &zp,
2061                     zio_write_gang_member_ready, NULL, NULL, &gn->gn_child[g],
2062                     pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
2063                     &pio->io_bookmark));
2064         }
2065
2066         /*
2067          * Set pio's pipeline to just wait for zio to finish.
2068          */
2069         pio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2070
2071         zio_nowait(zio);
2072
2073         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2074 }
2075
2076 /*
2077  * The zio_nop_write stage in the pipeline determines if allocating
2078  * a new bp is necessary.  By leveraging a cryptographically secure checksum,
2079  * such as SHA256, we can compare the checksums of the new data and the old
2080  * to determine if allocating a new block is required.  The nopwrite
2081  * feature can handle writes in either syncing or open context (i.e. zil
2082  * writes) and as a result is mutually exclusive with dedup.
2083  */
2084 static int
2085 zio_nop_write(zio_t *zio)
2086 {
2087         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2088         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
2089         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2090
2091         ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
2092         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
2093         ASSERT(zp->zp_nopwrite);
2094         ASSERT(!zp->zp_dedup);
2095         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2096         ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
2097
2098         /*
2099          * Check to see if the original bp and the new bp have matching
2100          * characteristics (i.e. same checksum, compression algorithms, etc).
2101          * If they don't then just continue with the pipeline which will
2102          * allocate a new bp.
2103          */
2104         if (BP_IS_HOLE(bp_orig) ||
2105             !zio_checksum_table[BP_GET_CHECKSUM(bp)].ci_dedup ||
2106             BP_GET_CHECKSUM(bp) != BP_GET_CHECKSUM(bp_orig) ||
2107             BP_GET_COMPRESS(bp) != BP_GET_COMPRESS(bp_orig) ||
2108             BP_GET_DEDUP(bp) != BP_GET_DEDUP(bp_orig) ||
2109             zp->zp_copies != BP_GET_NDVAS(bp_orig))
2110                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2111
2112         /*
2113          * If the checksums match then reset the pipeline so that we
2114          * avoid allocating a new bp and issuing any I/O.
2115          */
2116         if (ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, bp_orig->blk_cksum)) {
2117                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup);
2118                 ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(bp), ==, BP_GET_PSIZE(bp_orig));
2119                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(bp), ==, BP_GET_LSIZE(bp_orig));
2120                 ASSERT(zp->zp_compress != ZIO_COMPRESS_OFF);
2121                 ASSERT(bcmp(&bp->blk_prop, &bp_orig->blk_prop,
2122                     sizeof (uint64_t)) == 0);
2123
2124                 *bp = *bp_orig;
2125                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2126                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
2127         }
2128
2129         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2130 }
2131
2132 /*
2133  * ==========================================================================
2134  * Dedup
2135  * ==========================================================================
2136  */
2137 static void
2138 zio_ddt_child_read_done(zio_t *zio)
2139 {
2140         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2141         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2142         ddt_phys_t *ddp;
2143         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
2144
2145         mutex_enter(&pio->io_lock);
2146         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2147         if (zio->io_error == 0)
2148                 ddt_phys_clear(ddp);    /* this ddp doesn't need repair */
2149         if (zio->io_error == 0 && dde->dde_repair_data == NULL)
2150                 dde->dde_repair_data = zio->io_data;
2151         else
2152                 zio_buf_free(zio->io_data, zio->io_size);
2153         mutex_exit(&pio->io_lock);
2154 }
2155
2156 static int
2157 zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
2158 {
2159         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2160
2161         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2162         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
2163         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2164
2165         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
2166                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2167                 ddt_entry_t *dde = ddt_repair_start(ddt, bp);
2168                 ddt_phys_t *ddp = dde->dde_phys;
2169                 ddt_phys_t *ddp_self = ddt_phys_select(dde, bp);
2170                 blkptr_t blk;
2171
2172                 ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
2173                 zio->io_vsd = dde;
2174
2175                 if (ddp_self == NULL)
2176                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2177
2178                 for (int p = 0; p < DDT_PHYS_TYPES; p++, ddp++) {
2179                         if (ddp->ddp_phys_birth == 0 || ddp == ddp_self)
2180                                 continue;
2181                         ddt_bp_create(ddt->ddt_checksum, &dde->dde_key, ddp,
2182                             &blk);
2183                         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, &blk,
2184                             zio_buf_alloc(zio->io_size), zio->io_size,
2185                             zio_ddt_child_read_done, dde, zio->io_priority,
2186                             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE,
2187                             &zio->io_bookmark));
2188                 }
2189                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2190         }
2191
2192         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, bp,
2193             zio->io_data, zio->io_size, NULL, NULL, zio->io_priority,
2194             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark));
2195
2196         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2197 }
2198
2199 static int
2200 zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
2201 {
2202         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2203
2204         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE))
2205                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2206
2207         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2208         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
2209         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2210
2211         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
2212                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2213                 ddt_entry_t *dde = zio->io_vsd;
2214                 if (ddt == NULL) {
2215                         ASSERT(spa_load_state(zio->io_spa) != SPA_LOAD_NONE);
2216                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2217                 }
2218                 if (dde == NULL) {
2219                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_DDT_READ_START >> 1;
2220                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
2221                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2222                 }
2223                 if (dde->dde_repair_data != NULL) {
2224                         bcopy(dde->dde_repair_data, zio->io_data, zio->io_size);
2225                         zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT] = 0;
2226                 }
2227                 ddt_repair_done(ddt, dde);
2228                 zio->io_vsd = NULL;
2229         }
2230
2231         ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
2232
2233         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2234 }
2235
2236 static boolean_t
2237 zio_ddt_collision(zio_t *zio, ddt_t *ddt, ddt_entry_t *dde)
2238 {
2239         spa_t *spa = zio->io_spa;
2240
2241         /*
2242          * Note: we compare the original data, not the transformed data,
2243          * because when zio->io_bp is an override bp, we will not have
2244          * pushed the I/O transforms.  That's an important optimization
2245          * because otherwise we'd compress/encrypt all dmu_sync() data twice.
2246          */
2247         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2248                 zio_t *lio = dde->dde_lead_zio[p];
2249
2250                 if (lio != NULL) {
2251                         return (lio->io_orig_size != zio->io_orig_size ||
2252                             bcmp(zio->io_orig_data, lio->io_orig_data,
2253                             zio->io_orig_size) != 0);
2254                 }
2255         }
2256
2257         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2258                 ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2259
2260                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0) {
2261                         arc_buf_t *abuf = NULL;
2262                         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_WAIT;
2263                         blkptr_t blk = *zio->io_bp;
2264                         int error;
2265
2266                         ddt_bp_fill(ddp, &blk, ddp->ddp_phys_birth);
2267
2268                         ddt_exit(ddt);
2269
2270                         error = arc_read(NULL, spa, &blk,
2271                             arc_getbuf_func, &abuf, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
2272                             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2273                             &aflags, &zio->io_bookmark);
2274
2275                         if (error == 0) {
2276                                 if (arc_buf_size(abuf) != zio->io_orig_size ||
2277                                     bcmp(abuf->b_data, zio->io_orig_data,
2278                                     zio->io_orig_size) != 0)
2279                                         error = SET_ERROR(EEXIST);
2280                                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(abuf, &abuf));
2281                         }
2282
2283                         ddt_enter(ddt);
2284                         return (error != 0);
2285                 }
2286         }
2287
2288         return (B_FALSE);
2289 }
2290
2291 static void
2292 zio_ddt_child_write_ready(zio_t *zio)
2293 {
2294         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2295         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2296         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2297         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2298         zio_t *pio;
2299
2300         if (zio->io_error)
2301                 return;
2302
2303         ddt_enter(ddt);
2304
2305         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2306
2307         ddt_phys_fill(ddp, zio->io_bp);
2308
2309         while ((pio = zio_walk_parents(zio)) != NULL)
2310                 ddt_bp_fill(ddp, pio->io_bp, zio->io_txg);
2311
2312         ddt_exit(ddt);
2313 }
2314
2315 static void
2316 zio_ddt_child_write_done(zio_t *zio)
2317 {
2318         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2319         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2320         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2321         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2322
2323         ddt_enter(ddt);
2324
2325         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2326         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2327         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2328
2329         if (zio->io_error == 0) {
2330                 while (zio_walk_parents(zio) != NULL)
2331                         ddt_phys_addref(ddp);
2332         } else {
2333                 ddt_phys_clear(ddp);
2334         }
2335
2336         ddt_exit(ddt);
2337 }
2338
2339 static void
2340 zio_ddt_ditto_write_done(zio_t *zio)
2341 {
2342         int p = DDT_PHYS_DITTO;
2343         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2344         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2345         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2346         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2347         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2348         ddt_key_t *ddk = &dde->dde_key;
2349
2350         ddt_enter(ddt);
2351
2352         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2353         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2354         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2355
2356         if (zio->io_error == 0) {
2357                 ASSERT(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, ddk->ddk_cksum));
2358                 ASSERT(zp->zp_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2359                 ASSERT(zp->zp_copies == BP_GET_NDVAS(bp) - BP_IS_GANG(bp));
2360                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2361                         ddt_phys_free(ddt, ddk, ddp, zio->io_txg);
2362                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2363         }
2364
2365         ddt_exit(ddt);
2366 }
2367
2368 static int
2369 zio_ddt_write(zio_t *zio)
2370 {
2371         spa_t *spa = zio->io_spa;
2372         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2373         uint64_t txg = zio->io_txg;
2374         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2375         int p = zp->zp_copies;
2376         int ditto_copies;
2377         zio_t *cio = NULL;
2378         zio_t *dio = NULL;
2379         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2380         ddt_entry_t *dde;
2381         ddt_phys_t *ddp;
2382
2383         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2384         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum);
2385         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp) || zio->io_bp_override);
2386
2387         ddt_enter(ddt);
2388         dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2389         ddp = &dde->dde_phys[p];
2390
2391         if (zp->zp_dedup_verify && zio_ddt_collision(zio, ddt, dde)) {
2392                 /*
2393                  * If we're using a weak checksum, upgrade to a strong checksum
2394                  * and try again.  If we're already using a strong checksum,
2395                  * we can't resolve it, so just convert to an ordinary write.
2396                  * (And automatically e-mail a paper to Nature?)
2397                  */
2398                 if (!zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup) {
2399                         zp->zp_checksum = spa_dedup_checksum(spa);
2400                         zio_pop_transforms(zio);
2401                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2402                         BP_ZERO(bp);
2403                 } else {
2404                         zp->zp_dedup = B_FALSE;
2405                 }
2406                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2407                 ddt_exit(ddt);
2408                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2409         }
2410
2411         ditto_copies = ddt_ditto_copies_needed(ddt, dde, ddp);
2412         ASSERT(ditto_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2413
2414         if (ditto_copies > ddt_ditto_copies_present(dde) &&
2415             dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] == NULL) {
2416                 zio_prop_t czp = *zp;
2417
2418                 czp.zp_copies = ditto_copies;
2419
2420                 /*
2421                  * If we arrived here with an override bp, we won't have run
2422                  * the transform stack, so we won't have the data we need to
2423                  * generate a child i/o.  So, toss the override bp and restart.
2424                  * This is safe, because using the override bp is just an
2425                  * optimization; and it's rare, so the cost doesn't matter.
2426                  */
2427                 if (zio->io_bp_override) {
2428                         zio_pop_transforms(zio);
2429                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2430                         zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2431                         zio->io_bp_override = NULL;
2432                         BP_ZERO(bp);
2433                         ddt_exit(ddt);
2434                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2435                 }
2436
2437                 dio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2438                     zio->io_orig_size, &czp, NULL, NULL,
2439                     zio_ddt_ditto_write_done, dde, zio->io_priority,
2440                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2441
2442                 zio_push_transform(dio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2443                 dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] = dio;
2444         }
2445
2446         if (ddp->ddp_phys_birth != 0 || dde->dde_lead_zio[p] != NULL) {
2447                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2448                         ddt_bp_fill(ddp, bp, txg);
2449                 if (dde->dde_lead_zio[p] != NULL)
2450                         zio_add_child(zio, dde->dde_lead_zio[p]);
2451                 else
2452                         ddt_phys_addref(ddp);
2453         } else if (zio->io_bp_override) {
2454                 ASSERT(bp->blk_birth == txg);
2455                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, zio->io_bp_override));
2456                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2457                 ddt_phys_addref(ddp);
2458         } else {
2459                 cio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2460                     zio->io_orig_size, zp, zio_ddt_child_write_ready, NULL,
2461                     zio_ddt_child_write_done, dde, zio->io_priority,
2462                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2463
2464                 zio_push_transform(cio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2465                 dde->dde_lead_zio[p] = cio;
2466         }
2467
2468         ddt_exit(ddt);
2469
2470         if (cio)
2471                 zio_nowait(cio);
2472         if (dio)
2473                 zio_nowait(dio);
2474
2475         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2476 }
2477
2478 ddt_entry_t *freedde; /* for debugging */
2479
2480 static int
2481 zio_ddt_free(zio_t *zio)
2482 {
2483         spa_t *spa = zio->io_spa;
2484         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2485         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2486         ddt_entry_t *dde;
2487         ddt_phys_t *ddp;
2488
2489         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2490         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2491
2492         ddt_enter(ddt);
2493         freedde = dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2494         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2495         ddt_phys_decref(ddp);
2496         ddt_exit(ddt);
2497
2498         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2499 }
2500
2501 /*
2502  * ==========================================================================
2503  * Allocate and free blocks
2504  * ==========================================================================
2505  */
2506 static int
2507 zio_dva_allocate(zio_t *zio)
2508 {
2509         spa_t *spa = zio->io_spa;
2510         metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(spa);
2511         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2512         int error;
2513         int flags = 0;
2514
2515         if (zio->io_gang_leader == NULL) {
2516                 ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2517                 zio->io_gang_leader = zio;
2518         }
2519
2520         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
2521         ASSERT0(BP_GET_NDVAS(bp));
2522         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, >, 0);
2523         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, spa_max_replication(spa));
2524         ASSERT3U(zio->io_size, ==, BP_GET_PSIZE(bp));
2525
2526         /*
2527          * The dump device does not support gang blocks so allocation on
2528          * behalf of the dump device (i.e. ZIO_FLAG_NODATA) must avoid
2529          * the "fast" gang feature.
2530          */
2531         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) ? METASLAB_GANG_AVOID : 0;
2532         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD) ?
2533             METASLAB_GANG_CHILD : 0;
2534         error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp,
2535             zio->io_prop.zp_copies, zio->io_txg, NULL, flags);
2536
2537         if (error) {
2538                 spa_dbgmsg(spa, "%s: metaslab allocation failure: zio %p, "
2539                     "size %llu, error %d", spa_name(spa), zio, zio->io_size,
2540                     error);
2541                 if (error == ENOSPC && zio->io_size > SPA_MINBLOCKSIZE)
2542                         return (zio_write_gang_block(zio));
2543                 zio->io_error = error;
2544         }
2545
2546         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2547 }
2548
2549 static int
2550 zio_dva_free(zio_t *zio)
2551 {
2552         metaslab_free(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg, B_FALSE);
2553
2554         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2555 }
2556
2557 static int
2558 zio_dva_claim(zio_t *zio)
2559 {
2560         int error;
2561
2562         error = metaslab_claim(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg);
2563         if (error)
2564                 zio->io_error = error;
2565
2566         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2567 }
2568
2569 /*
2570  * Undo an allocation.  This is used by zio_done() when an I/O fails
2571  * and we want to give back the block we just allocated.
2572  * This handles both normal blocks and gang blocks.
2573  */
2574 static void
2575 zio_dva_unallocate(zio_t *zio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp)
2576 {
2577         ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
2578         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2579
2580         if (!BP_IS_HOLE(bp))
2581                 metaslab_free(zio->io_spa, bp, bp->blk_birth, B_TRUE);
2582
2583         if (gn != NULL) {
2584                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
2585                         zio_dva_unallocate(zio, gn->gn_child[g],
2586                             &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g]);
2587                 }
2588         }
2589 }
2590
2591 /*
2592  * Try to allocate an intent log block.  Return 0 on success, errno on failure.
2593  */
2594 int
2595 zio_alloc_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *new_bp, blkptr_t *old_bp,
2596     uint64_t size, boolean_t use_slog)
2597 {
2598         int error = 1;
2599
2600         ASSERT(txg > spa_syncing_txg(spa));
2601
2602         /*
2603          * ZIL blocks are always contiguous (i.e. not gang blocks) so we
2604          * set the METASLAB_GANG_AVOID flag so that they don't "fast gang"
2605          * when allocating them.
2606          */
2607         if (use_slog) {
2608                 error = metaslab_alloc(spa, spa_log_class(spa), size,
2609                     new_bp, 1, txg, old_bp,
2610                     METASLAB_HINTBP_AVOID | METASLAB_GANG_AVOID);
2611         }
2612
2613         if (error) {
2614                 error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), size,
2615                     new_bp, 1, txg, old_bp,
2616                     METASLAB_HINTBP_AVOID);
2617         }
2618
2619         if (error == 0) {
2620                 BP_SET_LSIZE(new_bp, size);
2621                 BP_SET_PSIZE(new_bp, size);
2622                 BP_SET_COMPRESS(new_bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
2623                 BP_SET_CHECKSUM(new_bp,
2624                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_SLIM_ZIL
2625                     ? ZIO_CHECKSUM_ZILOG2 : ZIO_CHECKSUM_ZILOG);
2626                 BP_SET_TYPE(new_bp, DMU_OT_INTENT_LOG);
2627                 BP_SET_LEVEL(new_bp, 0);
2628                 BP_SET_DEDUP(new_bp, 0);
2629                 BP_SET_BYTEORDER(new_bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
2630         }
2631
2632         return (error);
2633 }
2634
2635 /*
2636  * Free an intent log block.
2637  */
2638 void
2639 zio_free_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp)
2640 {
2641         ASSERT(BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_INTENT_LOG);
2642         ASSERT(!BP_IS_GANG(bp));
2643
2644         zio_free(spa, txg, bp);
2645 }
2646
2647 /*
2648  * ==========================================================================
2649  * Read, write and delete to physical devices
2650  * ==========================================================================
2651  */
2652 static int
2653 zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
2654 {
2655         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2656         uint64_t align;
2657         spa_t *spa = zio->io_spa;
2658         int ret;
2659
2660         ASSERT(zio->io_error == 0);
2661         ASSERT(zio->io_child_error[ZIO_CHILD_VDEV] == 0);
2662
2663         if (vd == NULL) {
2664                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2665                         spa_config_enter(spa, SCL_ZIO, zio, RW_READER);
2666
2667                 /*
2668                  * The mirror_ops handle multiple DVAs in a single BP.
2669                  */
2670                 return (vdev_mirror_ops.vdev_op_io_start(zio));
2671         }
2672
2673         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE &&
2674             zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW) {
2675                 trim_map_free(vd, zio->io_offset, zio->io_size, zio->io_txg);
2676                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2677         }
2678
2679         /*
2680          * We keep track of time-sensitive I/Os so that the scan thread
2681          * can quickly react to certain workloads.  In particular, we care
2682          * about non-scrubbing, top-level reads and writes with the following
2683          * characteristics:
2684          *      - synchronous writes of user data to non-slog devices
2685          *      - any reads of user data
2686          * When these conditions are met, adjust the timestamp of spa_last_io
2687          * which allows the scan thread to adjust its workload accordingly.
2688          */
2689         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) && zio->io_bp != NULL &&
2690             vd == vd->vdev_top && !vd->vdev_islog &&
2691             zio->io_bookmark.zb_objset != DMU_META_OBJSET &&
2692             zio->io_txg != spa_syncing_txg(spa)) {
2693                 uint64_t old = spa->spa_last_io;
2694                 uint64_t new = ddi_get_lbolt64();
2695                 if (old != new)
2696                         (void) atomic_cas_64(&spa->spa_last_io, old, new);
2697         }
2698
2699         align = 1ULL << vd->vdev_top->vdev_ashift;
2700
2701         if ((!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL) ||
2702             (vd->vdev_top->vdev_physical_ashift > SPA_MINBLOCKSHIFT)) &&
2703             P2PHASE(zio->io_size, align) != 0) {
2704                 /* Transform logical writes to be a full physical block size. */
2705                 uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
2706                 char *abuf = NULL;
2707                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2708                     zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2709                         abuf = zio_buf_alloc(asize);
2710                 ASSERT(vd == vd->vdev_top);
2711                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
2712                         bcopy(zio->io_data, abuf, zio->io_size);
2713                         bzero(abuf + zio->io_size, asize - zio->io_size);
2714                 }
2715                 zio_push_transform(zio, abuf, asize, abuf ? asize : 0,
2716                     zio_subblock);
2717         }
2718
2719         /*
2720          * If this is not a physical io, make sure that it is properly aligned
2721          * before proceeding.
2722          */
2723         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL)) {
2724                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, align));
2725                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, align));
2726         } else {
2727                 /*
2728                  * For physical writes, we allow 512b aligned writes and assume
2729                  * the device will perform a read-modify-write as necessary.
2730                  */
2731                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, SPA_MINBLOCKSIZE));
2732                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, SPA_MINBLOCKSIZE));
2733         }
2734
2735         VERIFY(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || spa_writeable(spa));
2736
2737         /*
2738          * If this is a repair I/O, and there's no self-healing involved --
2739          * that is, we're just resilvering what we expect to resilver --
2740          * then don't do the I/O unless zio's txg is actually in vd's DTL.
2741          * This prevents spurious resilvering with nested replication.
2742          * For example, given a mirror of mirrors, (A+B)+(C+D), if only
2743          * A is out of date, we'll read from C+D, then use the data to
2744          * resilver A+B -- but we don't actually want to resilver B, just A.
2745          * The top-level mirror has no way to know this, so instead we just
2746          * discard unnecessary repairs as we work our way down the vdev tree.
2747          * The same logic applies to any form of nested replication:
2748          * ditto + mirror, RAID-Z + replacing, etc.  This covers them all.
2749          */
2750         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2751             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SELF_HEAL) &&
2752             zio->io_txg != 0 && /* not a delegated i/o */
2753             !vdev_dtl_contains(vd, DTL_PARTIAL, zio->io_txg, 1)) {
2754                 ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2755                 zio_vdev_io_bypass(zio);
2756                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2757         }
2758
2759         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
2760                 switch (zio->io_type) {
2761                 case ZIO_TYPE_READ:
2762                         if (vdev_cache_read(zio))
2763                                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2764                         /* FALLTHROUGH */
2765                 case ZIO_TYPE_WRITE:
2766                 case ZIO_TYPE_FREE:
2767                         if ((zio = vdev_queue_io(zio)) == NULL)
2768                                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2769
2770                         if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2771                                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2772                                 zio_interrupt(zio);
2773                                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2774                         }
2775                         break;
2776                 }
2777                 /*
2778                  * Note that we ignore repair writes for TRIM because they can
2779                  * conflict with normal writes. This isn't an issue because, by
2780                  * definition, we only repair blocks that aren't freed.
2781                  */
2782                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2783                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2784                     !trim_map_write_start(zio))
2785                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2786         }
2787
2788         ret = vd->vdev_ops->vdev_op_io_start(zio);
2789         ASSERT(ret == ZIO_PIPELINE_STOP);
2790
2791         return (ret);
2792 }
2793
2794 static int
2795 zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
2796 {
2797         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2798         vdev_ops_t *ops = vd ? vd->vdev_ops : &vdev_mirror_ops;
2799         boolean_t unexpected_error = B_FALSE;
2800
2801         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2802                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2803
2804         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2805             zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE || zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE);
2806
2807         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2808             (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE ||
2809             zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE)) {
2810
2811                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2812                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR))
2813                         trim_map_write_done(zio);
2814
2815                 vdev_queue_io_done(zio);
2816
2817                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2818                         vdev_cache_write(zio);
2819
2820                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2821                         zio->io_error = zio_handle_device_injection(vd,
2822                             zio, EIO);
2823
2824                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2825                         zio->io_error = zio_handle_label_injection(zio, EIO);
2826
2827                 if (zio->io_error) {
2828                         if (zio->io_error == ENOTSUP &&
2829                             zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) {
2830                                 /* Not all devices support TRIM. */
2831                         } else if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2832                                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2833                         } else {
2834                                 unexpected_error = B_TRUE;
2835                         }
2836                 }
2837         }
2838
2839         ops->vdev_op_io_done(zio);
2840
2841         if (unexpected_error)
2842                 VERIFY(vdev_probe(vd, zio) == NULL);
2843
2844         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2845 }
2846
2847 /*
2848  * For non-raidz ZIOs, we can just copy aside the bad data read from the
2849  * disk, and use that to finish the checksum ereport later.
2850  */
2851 static void
2852 zio_vsd_default_cksum_finish(zio_cksum_report_t *zcr,
2853     const void *good_buf)
2854 {
2855         /* no processing needed */
2856         zfs_ereport_finish_checksum(zcr, good_buf, zcr->zcr_cbdata, B_FALSE);
2857 }
2858
2859 /*ARGSUSED*/
2860 void
2861 zio_vsd_default_cksum_report(zio_t *zio, zio_cksum_report_t *zcr, void *ignored)
2862 {
2863         void *buf = zio_buf_alloc(zio->io_size);
2864
2865         bcopy(zio->io_data, buf, zio->io_size);
2866
2867         zcr->zcr_cbinfo = zio->io_size;
2868         zcr->zcr_cbdata = buf;
2869         zcr->zcr_finish = zio_vsd_default_cksum_finish;
2870         zcr->zcr_free = zio_buf_free;
2871 }
2872
2873 static int
2874 zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
2875 {
2876         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2877
2878         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2879                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2880
2881         if (vd == NULL && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2882                 spa_config_exit(zio->io_spa, SCL_ZIO, zio);
2883
2884         if (zio->io_vsd != NULL) {
2885                 zio->io_vsd_ops->vsd_free(zio);
2886                 zio->io_vsd = NULL;
2887         }
2888
2889         if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2890                 zio->io_error = zio_handle_fault_injection(zio, EIO);
2891
2892         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE &&
2893             zio->io_priority != ZIO_PRIORITY_NOW) {
2894                 switch (zio->io_error) {
2895                 case 0:
2896                         ZIO_TRIM_STAT_INCR(bytes, zio->io_size);
2897                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(success);
2898                         break;
2899                 case EOPNOTSUPP:
2900                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(unsupported);
2901                         break;
2902                 default:
2903                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(failed);
2904                         break;
2905                 }
2906         }
2907
2908         /*
2909          * If the I/O failed, determine whether we should attempt to retry it.
2910          *
2911          * On retry, we cut in line in the issue queue, since we don't want
2912          * compression/checksumming/etc. work to prevent our (cheap) IO reissue.
2913          */
2914         if (zio->io_error && vd == NULL &&
2915             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_IO_RETRY))) {
2916                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_QUEUE)); /* not a leaf */
2917                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_BYPASS));  /* not a leaf */
2918                 zio->io_error = 0;
2919                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_RETRY |
2920                     ZIO_FLAG_DONT_CACHE | ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE;
2921                 zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1;
2922                 zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE,
2923                     zio_requeue_io_start_cut_in_line);
2924                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2925         }
2926
2927         /*
2928          * If we got an error on a leaf device, convert it to ENXIO
2929          * if the device is not accessible at all.
2930          */
2931         if (zio->io_error && vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2932             !vdev_accessible(vd, zio))
2933                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2934
2935         /*
2936          * If we can't write to an interior vdev (mirror or RAID-Z),
2937          * set vdev_cant_write so that we stop trying to allocate from it.
2938          */
2939         if (zio->io_error == ENXIO && zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2940             vd != NULL && !vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
2941                 vd->vdev_cant_write = B_TRUE;
2942         }
2943
2944         if (zio->io_error)
2945                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2946
2947         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2948             zio->io_physdone != NULL) {
2949                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DELEGATED));
2950                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_VDEV);
2951                 zio->io_physdone(zio->io_logical);
2952         }
2953
2954         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2955 }
2956
2957 void
2958 zio_vdev_io_reissue(zio_t *zio)
2959 {
2960         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2961         ASSERT(zio->io_error == 0);
2962
2963         zio->io_stage >>= 1;
2964 }
2965
2966 void
2967 zio_vdev_io_redone(zio_t *zio)
2968 {
2969         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE);
2970
2971         zio->io_stage >>= 1;
2972 }
2973
2974 void
2975 zio_vdev_io_bypass(zio_t *zio)
2976 {
2977         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2978         ASSERT(zio->io_error == 0);
2979
2980         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_BYPASS;
2981         zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS >> 1;
2982 }
2983
2984 /*
2985  * ==========================================================================
2986  * Generate and verify checksums
2987  * ==========================================================================
2988  */
2989 static int
2990 zio_checksum_generate(zio_t *zio)
2991 {
2992         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2993         enum zio_checksum checksum;
2994
2995         if (bp == NULL) {
2996                 /*
2997                  * This is zio_write_phys().
2998                  * We're either generating a label checksum, or none at all.
2999                  */
3000                 checksum = zio->io_prop.zp_checksum;
3001
3002                 if (checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
3003                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3004
3005                 ASSERT(checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
3006         } else {
3007                 if (BP_IS_GANG(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG) {
3008                         ASSERT(!IO_IS_ALLOCATING(zio));
3009                         checksum = ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER;
3010                 } else {
3011                         checksum = BP_GET_CHECKSUM(bp);
3012                 }
3013         }
3014
3015         zio_checksum_compute(zio, checksum, zio->io_data, zio->io_size);
3016
3017         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3018 }
3019
3020 static int
3021 zio_checksum_verify(zio_t *zio)
3022 {
3023         zio_bad_cksum_t info;
3024         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3025         int error;
3026
3027         ASSERT(zio->io_vd != NULL);
3028
3029         if (bp == NULL) {
3030                 /*
3031                  * This is zio_read_phys().
3032                  * We're either verifying a label checksum, or nothing at all.
3033                  */
3034                 if (zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
3035                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3036
3037                 ASSERT(zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
3038         }
3039
3040         if ((error = zio_checksum_error(zio, &info)) != 0) {
3041                 zio->io_error = error;
3042                 if (error == ECKSUM &&
3043                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE)) {
3044                         zfs_ereport_start_checksum(zio->io_spa,
3045                             zio->io_vd, zio, zio->io_offset,
3046                             zio->io_size, NULL, &info);
3047                 }
3048         }
3049
3050         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3051 }
3052
3053 /*
3054  * Called by RAID-Z to ensure we don't compute the checksum twice.
3055  */
3056 void
3057 zio_checksum_verified(zio_t *zio)
3058 {
3059         zio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
3060 }
3061
3062 /*
3063  * ==========================================================================
3064  * Error rank.  Error are ranked in the order 0, ENXIO, ECKSUM, EIO, other.
3065  * An error of 0 indicates success.  ENXIO indicates whole-device failure,
3066  * which may be transient (e.g. unplugged) or permament.  ECKSUM and EIO
3067  * indicate errors that are specific to one I/O, and most likely permanent.
3068  * Any other error is presumed to be worse because we weren't expecting it.
3069  * ==========================================================================
3070  */
3071 int
3072 zio_worst_error(int e1, int e2)
3073 {
3074         static int zio_error_rank[] = { 0, ENXIO, ECKSUM, EIO };
3075         int r1, r2;
3076
3077         for (r1 = 0; r1 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r1++)
3078                 if (e1 == zio_error_rank[r1])
3079                         break;
3080
3081         for (r2 = 0; r2 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r2++)
3082                 if (e2 == zio_error_rank[r2])
3083                         break;
3084
3085         return (r1 > r2 ? e1 : e2);
3086 }
3087
3088 /*
3089  * ==========================================================================
3090  * I/O completion
3091  * ==========================================================================
3092  */
3093 static int
3094 zio_ready(zio_t *zio)
3095 {
3096         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3097         zio_t *pio, *pio_next;
3098
3099         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
3100             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_READY))
3101                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3102
3103         if (zio->io_ready) {
3104                 ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
3105                 ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp) ||
3106                     (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE));
3107                 ASSERT(zio->io_children[ZIO_CHILD_GANG][ZIO_WAIT_READY] == 0);
3108
3109                 zio->io_ready(zio);
3110         }
3111
3112         if (bp != NULL && bp != &zio->io_bp_copy)
3113                 zio->io_bp_copy = *bp;
3114
3115         if (zio->io_error)
3116                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
3117
3118         mutex_enter(&zio->io_lock);
3119         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = 1;
3120         pio = zio_walk_parents(zio);
3121         mutex_exit(&zio->io_lock);
3122
3123         /*
3124          * As we notify zio's parents, new parents could be added.
3125          * New parents go to the head of zio's io_parent_list, however,
3126          * so we will (correctly) not notify them.  The remainder of zio's
3127          * io_parent_list, from 'pio_next' onward, cannot change because
3128          * all parents must wait for us to be done before they can be done.
3129          */
3130         for (; pio != NULL; pio = pio_next) {
3131                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3132                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_READY);
3133         }
3134
3135         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
3136                 if (BP_IS_GANG(bp)) {
3137                         zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_NODATA;
3138                 } else {
3139                         ASSERT((uintptr_t)zio->io_data < SPA_MAXBLOCKSIZE);
3140                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
3141                 }
3142         }
3143
3144         if (zio_injection_enabled &&
3145             zio->io_spa->spa_syncing_txg == zio->io_txg)
3146                 zio_handle_ignored_writes(zio);
3147
3148         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3149 }
3150
3151 static int
3152 zio_done(zio_t *zio)
3153 {
3154         spa_t *spa = zio->io_spa;
3155         zio_t *lio = zio->io_logical;
3156         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3157         vdev_t *vd = zio->io_vd;
3158         uint64_t psize = zio->io_size;
3159         zio_t *pio, *pio_next;
3160
3161         /*
3162          * If our children haven't all completed,
3163          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
3164          */
3165         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE) ||
3166             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE) ||
3167             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE) ||
3168             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_DONE))
3169                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3170
3171         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
3172                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
3173                         ASSERT(zio->io_children[c][w] == 0);
3174
3175         if (bp != NULL && !BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
3176                 ASSERT(bp->blk_pad[0] == 0);
3177                 ASSERT(bp->blk_pad[1] == 0);
3178                 ASSERT(bcmp(bp, &zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t)) == 0 ||
3179                     (bp == zio_unique_parent(zio)->io_bp));
3180                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE && !BP_IS_HOLE(bp) &&
3181                     zio->io_bp_override == NULL &&
3182                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)) {
3183                         ASSERT(!BP_SHOULD_BYTESWAP(bp));
3184                         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(bp));
3185                         ASSERT(BP_COUNT_GANG(bp) == 0 ||
3186                             (BP_COUNT_GANG(bp) == BP_GET_NDVAS(bp)));
3187                 }
3188                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE)
3189                         VERIFY(BP_EQUAL(bp, &zio->io_bp_orig));
3190         }
3191
3192         /*
3193          * If there were child vdev/gang/ddt errors, they apply to us now.
3194          */
3195         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_VDEV);
3196         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_GANG);
3197         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_DDT);
3198
3199         /*
3200          * If the I/O on the transformed data was successful, generate any
3201          * checksum reports now while we still have the transformed data.
3202          */
3203         if (zio->io_error == 0) {
3204                 while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3205                         zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3206                         uint64_t align = zcr->zcr_align;
3207                         uint64_t asize = P2ROUNDUP(psize, align);
3208                         char *abuf = zio->io_data;
3209
3210                         if (asize != psize) {
3211                                 abuf = zio_buf_alloc(asize);
3212                                 bcopy(zio->io_data, abuf, psize);
3213                                 bzero(abuf + psize, asize - psize);
3214                         }
3215
3216                         zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3217                         zcr->zcr_next = NULL;
3218                         zcr->zcr_finish(zcr, abuf);
3219                         zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3220
3221                         if (asize != psize)
3222                                 zio_buf_free(abuf, asize);
3223                 }
3224         }
3225
3226         zio_pop_transforms(zio);        /* note: may set zio->io_error */
3227
3228         vdev_stat_update(zio, psize);
3229
3230         if (zio->io_error) {
3231                 /*
3232                  * If this I/O is attached to a particular vdev,
3233                  * generate an error message describing the I/O failure
3234                  * at the block level.  We ignore these errors if the
3235                  * device is currently unavailable.
3236                  */
3237                 if (zio->io_error != ECKSUM && vd != NULL && !vdev_is_dead(vd))
3238                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO, spa, vd, zio, 0, 0);
3239
3240                 if ((zio->io_error == EIO || !(zio->io_flags &
3241                     (ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))) &&
3242                     zio == lio) {
3243                         /*
3244                          * For logical I/O requests, tell the SPA to log the
3245                          * error and generate a logical data ereport.
3246                          */
3247                         spa_log_error(spa, zio);
3248                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DATA, spa, NULL, zio,
3249                             0, 0);
3250                 }
3251         }
3252
3253         if (zio->io_error && zio == lio) {
3254                 /*
3255                  * Determine whether zio should be reexecuted.  This will
3256                  * propagate all the way to the root via zio_notify_parent().
3257                  */
3258                 ASSERT(vd == NULL && bp != NULL);
3259                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3260
3261                 if (IO_IS_ALLOCATING(zio) &&
3262                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL)) {
3263                         if (zio->io_error != ENOSPC)
3264                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_NOW;
3265                         else
3266                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3267                 }
3268
3269                 if ((zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
3270                     zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) &&
3271                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) &&
3272                     zio->io_error == ENXIO &&
3273                     spa_load_state(spa) == SPA_LOAD_NONE &&
3274                     spa_get_failmode(spa) != ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE)
3275                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3276
3277                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL) && !zio->io_reexecute)
3278                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3279
3280                 /*
3281                  * Here is a possibly good place to attempt to do
3282                  * either combinatorial reconstruction or error correction
3283                  * based on checksums.  It also might be a good place
3284                  * to send out preliminary ereports before we suspend
3285                  * processing.
3286                  */
3287         }
3288
3289         /*
3290          * If there were logical child errors, they apply to us now.
3291          * We defer this until now to avoid conflating logical child
3292          * errors with errors that happened to the zio itself when
3293          * updating vdev stats and reporting FMA events above.
3294          */
3295         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL);
3296
3297         if ((zio->io_error || zio->io_reexecute) &&
3298             IO_IS_ALLOCATING(zio) && zio->io_gang_leader == zio &&
3299             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)))
3300                 zio_dva_unallocate(zio, zio->io_gang_tree, bp);
3301
3302         zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
3303
3304         /*
3305          * Godfather I/Os should never suspend.
3306          */
3307         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3308             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND))
3309                 zio->io_reexecute = 0;
3310
3311         if (zio->io_reexecute) {
3312                 /*
3313                  * This is a logical I/O that wants to reexecute.
3314                  *
3315                  * Reexecute is top-down.  When an i/o fails, if it's not
3316                  * the root, it simply notifies its parent and sticks around.
3317                  * The parent, seeing that it still has children in zio_done(),
3318                  * does the same.  This percolates all the way up to the root.
3319                  * The root i/o will reexecute or suspend the entire tree.
3320                  *
3321                  * This approach ensures that zio_reexecute() honors
3322                  * all the original i/o dependency relationships, e.g.
3323                  * parents not executing until children are ready.
3324                  */
3325                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3326
3327                 zio->io_gang_leader = NULL;
3328
3329                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3330                 zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3331                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3332
3333                 /*
3334                  * "The Godfather" I/O monitors its children but is
3335                  * not a true parent to them. It will track them through
3336                  * the pipeline but severs its ties whenever they get into
3337                  * trouble (e.g. suspended). This allows "The Godfather"
3338                  * I/O to return status without blocking.
3339                  */
3340                 for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3341                         zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3342                         pio_next = zio_walk_parents(zio);
3343
3344                         if ((pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3345                             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND)) {
3346                                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3347                                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3348                         }
3349                 }
3350
3351                 if ((pio = zio_unique_parent(zio)) != NULL) {
3352                         /*
3353                          * We're not a root i/o, so there's nothing to do
3354                          * but notify our parent.  Don't propagate errors
3355                          * upward since we haven't permanently failed yet.
3356                          */
3357                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
3358                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
3359                         zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3360                 } else if (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND) {
3361                         /*
3362                          * We'd fail again if we reexecuted now, so suspend
3363                          * until conditions improve (e.g. device comes online).
3364                          */
3365                         zio_suspend(spa, zio);
3366                 } else {
3367                         /*
3368                          * Reexecution is potentially a huge amount of work.
3369                          * Hand it off to the otherwise-unused claim taskq.
3370                          */
3371 #if defined(illumos) || !defined(_KERNEL)
3372                         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_next == NULL);
3373 #else
3374                         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_task.ta_pending == 0);
3375 #endif
3376                         spa_taskq_dispatch_ent(spa, ZIO_TYPE_CLAIM,
3377                             ZIO_TASKQ_ISSUE, (task_func_t *)zio_reexecute, zio,
3378                             0, &zio->io_tqent);
3379                 }
3380                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3381         }
3382
3383         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
3384         ASSERT(zio->io_reexecute == 0);
3385         ASSERT(zio->io_error == 0 || (zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL));
3386
3387         /*
3388          * Report any checksum errors, since the I/O is complete.
3389          */
3390         while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3391                 zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3392                 zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3393                 zcr->zcr_next = NULL;
3394                 zcr->zcr_finish(zcr, NULL);
3395                 zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3396         }
3397
3398         /*
3399          * It is the responsibility of the done callback to ensure that this
3400          * particular zio is no longer discoverable for adoption, and as
3401          * such, cannot acquire any new parents.
3402          */
3403         if (zio->io_done)
3404                 zio->io_done(zio);
3405
3406         mutex_enter(&zio->io_lock);
3407         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3408         mutex_exit(&zio->io_lock);
3409
3410         for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3411                 zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3412                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3413                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3414                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3415         }
3416
3417         if (zio->io_waiter != NULL) {
3418                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3419                 zio->io_executor = NULL;
3420                 cv_broadcast(&zio->io_cv);
3421                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3422         } else {
3423                 zio_destroy(zio);
3424         }
3425
3426         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3427 }
3428
3429 /*
3430  * ==========================================================================
3431  * I/O pipeline definition
3432  * ==========================================================================
3433  */
3434 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[] = {
3435         NULL,
3436         zio_read_bp_init,
3437         zio_free_bp_init,
3438         zio_issue_async,
3439         zio_write_bp_init,
3440         zio_checksum_generate,
3441         zio_nop_write,
3442         zio_ddt_read_start,
3443         zio_ddt_read_done,
3444         zio_ddt_write,
3445         zio_ddt_free,
3446         zio_gang_assemble,
3447         zio_gang_issue,
3448         zio_dva_allocate,
3449         zio_dva_free,
3450         zio_dva_claim,
3451         zio_ready,
3452         zio_vdev_io_start,
3453         zio_vdev_io_done,
3454         zio_vdev_io_assess,
3455         zio_checksum_verify,
3456         zio_done
3457 };
3458
3459
3460
3461
3462 /*
3463  * Compare two zbookmark_phys_t's to see which we would reach first in a
3464  * pre-order traversal of the object tree.
3465  *
3466  * This is simple in every case aside from the meta-dnode object. For all other
3467  * objects, we traverse them in order (object 1 before object 2, and so on).
3468  * However, all of these objects are traversed while traversing object 0, since
3469  * the data it points to is the list of objects.  Thus, we need to convert to a
3470  * canonical representation so we can compare meta-dnode bookmarks to
3471  * non-meta-dnode bookmarks.
3472  *
3473  * We do this by calculating "equivalents" for each field of the zbookmark.
3474  * zbookmarks outside of the meta-dnode use their own object and level, and
3475  * calculate the level 0 equivalent (the first L0 blkid that is contained in the
3476  * blocks this bookmark refers to) by multiplying their blkid by their span
3477  * (the number of L0 blocks contained within one block at their level).
3478  * zbookmarks inside the meta-dnode calculate their object equivalent
3479  * (which is L0equiv * dnodes per data block), use 0 for their L0equiv, and use
3480  * level + 1<<31 (any value larger than a level could ever be) for their level.
3481  * This causes them to always compare before a bookmark in their object
3482  * equivalent, compare appropriately to bookmarks in other objects, and to
3483  * compare appropriately to other bookmarks in the meta-dnode.
3484  */
3485 int
3486 zbookmark_compare(uint16_t dbss1, uint8_t ibs1, uint16_t dbss2, uint8_t ibs2,
3487     const zbookmark_phys_t *zb1, const zbookmark_phys_t *zb2)
3488 {
3489         /*
3490          * These variables represent the "equivalent" values for the zbookmark,
3491          * after converting zbookmarks inside the meta dnode to their
3492          * normal-object equivalents.
3493          */
3494         uint64_t zb1obj, zb2obj;
3495         uint64_t zb1L0, zb2L0;
3496         uint64_t zb1level, zb2level;
3497
3498         if (zb1->zb_object == zb2->zb_object &&
3499             zb1->zb_level == zb2->zb_level &&
3500             zb1->zb_blkid == zb2->zb_blkid)
3501                 return (0);
3502
3503         /*
3504          * BP_SPANB calculates the span in blocks.
3505          */
3506         zb1L0 = (zb1->zb_blkid) * BP_SPANB(ibs1, zb1->zb_level);
3507         zb2L0 = (zb2->zb_blkid) * BP_SPANB(ibs2, zb2->zb_level);
3508
3509         if (zb1->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3510                 zb1obj = zb1L0 * (dbss1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT - DNODE_SHIFT));
3511                 zb1L0 = 0;
3512                 zb1level = zb1->zb_level + COMPARE_META_LEVEL;
3513         } else {
3514                 zb1obj = zb1->zb_object;
3515                 zb1level = zb1->zb_level;
3516         }
3517
3518         if (zb2->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3519                 zb2obj = zb2L0 * (dbss2 << (SPA_MINBLOCKSHIFT - DNODE_SHIFT));
3520                 zb2L0 = 0;
3521                 zb2level = zb2->zb_level + COMPARE_META_LEVEL;
3522         } else {
3523                 zb2obj = zb2->zb_object;
3524                 zb2level = zb2->zb_level;
3525         }
3526
3527         /* Now that we have a canonical representation, do the comparison. */
3528         if (zb1obj != zb2obj)
3529                 return (zb1obj < zb2obj ? -1 : 1);
3530         else if (zb1L0 != zb2L0)
3531                 return (zb1L0 < zb2L0 ? -1 : 1);
3532         else if (zb1level != zb2level)
3533                 return (zb1level > zb2level ? -1 : 1);
3534         /*
3535          * This can (theoretically) happen if the bookmarks have the same object
3536          * and level, but different blkids, if the block sizes are not the same.
3537          * There is presently no way to change the indirect block sizes
3538          */
3539         return (0);
3540 }
3541
3542 /*
3543  *  This function checks the following: given that last_block is the place that
3544  *  our traversal stopped last time, does that guarantee that we've visited
3545  *  every node under subtree_root?  Therefore, we can't just use the raw output
3546  *  of zbookmark_compare.  We have to pass in a modified version of
3547  *  subtree_root; by incrementing the block id, and then checking whether
3548  *  last_block is before or equal to that, we can tell whether or not having
3549  *  visited last_block implies that all of subtree_root's children have been
3550  *  visited.
3551  */
3552 boolean_t
3553 zbookmark_subtree_completed(const dnode_phys_t *dnp,
3554     const zbookmark_phys_t *subtree_root, const zbookmark_phys_t *last_block)
3555 {
3556         zbookmark_phys_t mod_zb = *subtree_root;
3557         mod_zb.zb_blkid++;
3558         ASSERT(last_block->zb_level == 0);
3559
3560         /* The objset_phys_t isn't before anything. */
3561         if (dnp == NULL)
3562                 return (B_FALSE);
3563
3564         /*
3565          * We pass in 1ULL << (DNODE_BLOCK_SHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT) for the
3566          * data block size in sectors, because that variable is only used if
3567          * the bookmark refers to a block in the meta-dnode.  Since we don't
3568          * know without examining it what object it refers to, and there's no
3569          * harm in passing in this value in other cases, we always pass it in.
3570          *
3571          * We pass in 0 for the indirect block size shift because zb2 must be
3572          * level 0.  The indirect block size is only used to calculate the span
3573          * of the bookmark, but since the bookmark must be level 0, the span is
3574          * always 1, so the math works out.
3575          *
3576          * If you make changes to how the zbookmark_compare code works, be sure
3577          * to make sure that this code still works afterwards.
3578          */
3579         return (zbookmark_compare(dnp->dn_datablkszsec, dnp->dn_indblkshift,
3580             1ULL << (DNODE_BLOCK_SHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT), 0, &mod_zb,
3581             last_block) <= 0);
3582 }