]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/zio.c
Upgrade our copies of clang, llvm, lldb and libc++ to r319231 from the
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / zfs / zio.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2011, 2017 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2011 Nexenta Systems, Inc. All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
26  */
27
28 #include <sys/sysmacros.h>
29 #include <sys/zfs_context.h>
30 #include <sys/fm/fs/zfs.h>
31 #include <sys/spa.h>
32 #include <sys/txg.h>
33 #include <sys/spa_impl.h>
34 #include <sys/vdev_impl.h>
35 #include <sys/zio_impl.h>
36 #include <sys/zio_compress.h>
37 #include <sys/zio_checksum.h>
38 #include <sys/dmu_objset.h>
39 #include <sys/arc.h>
40 #include <sys/ddt.h>
41 #include <sys/trim_map.h>
42 #include <sys/blkptr.h>
43 #include <sys/zfeature.h>
44 #include <sys/metaslab_impl.h>
45 #include <sys/abd.h>
46
47 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
48 SYSCTL_NODE(_vfs_zfs, OID_AUTO, zio, CTLFLAG_RW, 0, "ZFS ZIO");
49 #if defined(__amd64__)
50 static int zio_use_uma = 1;
51 #else
52 static int zio_use_uma = 0;
53 #endif
54 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, use_uma, CTLFLAG_RDTUN, &zio_use_uma, 0,
55     "Use uma(9) for ZIO allocations");
56 static int zio_exclude_metadata = 0;
57 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, exclude_metadata, CTLFLAG_RDTUN, &zio_exclude_metadata, 0,
58     "Exclude metadata buffers from dumps as well");
59
60 zio_trim_stats_t zio_trim_stats = {
61         { "bytes",              KSTAT_DATA_UINT64,
62           "Number of bytes successfully TRIMmed" },
63         { "success",            KSTAT_DATA_UINT64,
64           "Number of successful TRIM requests" },
65         { "unsupported",        KSTAT_DATA_UINT64,
66           "Number of TRIM requests that failed because TRIM is not supported" },
67         { "failed",             KSTAT_DATA_UINT64,
68           "Number of TRIM requests that failed for reasons other than not supported" },
69 };
70
71 static kstat_t *zio_trim_ksp;
72
73 /*
74  * ==========================================================================
75  * I/O type descriptions
76  * ==========================================================================
77  */
78 const char *zio_type_name[ZIO_TYPES] = {
79         "zio_null", "zio_read", "zio_write", "zio_free", "zio_claim",
80         "zio_ioctl"
81 };
82
83 boolean_t zio_dva_throttle_enabled = B_TRUE;
84 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, dva_throttle_enabled, CTLFLAG_RDTUN,
85     &zio_dva_throttle_enabled, 0, "");
86
87 /*
88  * ==========================================================================
89  * I/O kmem caches
90  * ==========================================================================
91  */
92 kmem_cache_t *zio_cache;
93 kmem_cache_t *zio_link_cache;
94 kmem_cache_t *zio_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
95 kmem_cache_t *zio_data_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
96
97 #ifdef _KERNEL
98 extern vmem_t *zio_alloc_arena;
99 #endif
100
101 #define ZIO_PIPELINE_CONTINUE           0x100
102 #define ZIO_PIPELINE_STOP               0x101
103
104 #define BP_SPANB(indblkshift, level) \
105         (((uint64_t)1) << ((level) * ((indblkshift) - SPA_BLKPTRSHIFT)))
106 #define COMPARE_META_LEVEL      0x80000000ul
107 /*
108  * The following actions directly effect the spa's sync-to-convergence logic.
109  * The values below define the sync pass when we start performing the action.
110  * Care should be taken when changing these values as they directly impact
111  * spa_sync() performance. Tuning these values may introduce subtle performance
112  * pathologies and should only be done in the context of performance analysis.
113  * These tunables will eventually be removed and replaced with #defines once
114  * enough analysis has been done to determine optimal values.
115  *
116  * The 'zfs_sync_pass_deferred_free' pass must be greater than 1 to ensure that
117  * regular blocks are not deferred.
118  */
119 int zfs_sync_pass_deferred_free = 2; /* defer frees starting in this pass */
120 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_deferred_free, CTLFLAG_RDTUN,
121     &zfs_sync_pass_deferred_free, 0, "defer frees starting in this pass");
122 int zfs_sync_pass_dont_compress = 5; /* don't compress starting in this pass */
123 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_dont_compress, CTLFLAG_RDTUN,
124     &zfs_sync_pass_dont_compress, 0, "don't compress starting in this pass");
125 int zfs_sync_pass_rewrite = 2; /* rewrite new bps starting in this pass */
126 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_rewrite, CTLFLAG_RDTUN,
127     &zfs_sync_pass_rewrite, 0, "rewrite new bps starting in this pass");
128
129 /*
130  * An allocating zio is one that either currently has the DVA allocate
131  * stage set or will have it later in its lifetime.
132  */
133 #define IO_IS_ALLOCATING(zio) ((zio)->io_orig_pipeline & ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE)
134
135 boolean_t       zio_requeue_io_start_cut_in_line = B_TRUE;
136
137 #ifdef illumos
138 #ifdef ZFS_DEBUG
139 int zio_buf_debug_limit = 16384;
140 #else
141 int zio_buf_debug_limit = 0;
142 #endif
143 #endif
144
145 static void zio_taskq_dispatch(zio_t *, zio_taskq_type_t, boolean_t);
146
147 void
148 zio_init(void)
149 {
150         size_t c;
151         zio_cache = kmem_cache_create("zio_cache",
152             sizeof (zio_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
153         zio_link_cache = kmem_cache_create("zio_link_cache",
154             sizeof (zio_link_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
155         if (!zio_use_uma)
156                 goto out;
157
158         /*
159          * For small buffers, we want a cache for each multiple of
160          * SPA_MINBLOCKSIZE.  For larger buffers, we want a cache
161          * for each quarter-power of 2.
162          */
163         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
164                 size_t size = (c + 1) << SPA_MINBLOCKSHIFT;
165                 size_t p2 = size;
166                 size_t align = 0;
167                 int cflags = zio_exclude_metadata ? KMC_NODEBUG : 0;
168
169                 while (!ISP2(p2))
170                         p2 &= p2 - 1;
171
172 #ifdef illumos
173 #ifndef _KERNEL
174                 /*
175                  * If we are using watchpoints, put each buffer on its own page,
176                  * to eliminate the performance overhead of trapping to the
177                  * kernel when modifying a non-watched buffer that shares the
178                  * page with a watched buffer.
179                  */
180                 if (arc_watch && !IS_P2ALIGNED(size, PAGESIZE))
181                         continue;
182 #endif
183 #endif /* illumos */
184                 if (size <= 4 * SPA_MINBLOCKSIZE) {
185                         align = SPA_MINBLOCKSIZE;
186                 } else if (IS_P2ALIGNED(size, p2 >> 2)) {
187                         align = MIN(p2 >> 2, PAGESIZE);
188                 }
189
190                 if (align != 0) {
191                         char name[36];
192                         (void) sprintf(name, "zio_buf_%lu", (ulong_t)size);
193                         zio_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
194                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, cflags);
195
196                         /*
197                          * Since zio_data bufs do not appear in crash dumps, we
198                          * pass KMC_NOTOUCH so that no allocator metadata is
199                          * stored with the buffers.
200                          */
201                         (void) sprintf(name, "zio_data_buf_%lu", (ulong_t)size);
202                         zio_data_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
203                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
204                             cflags | KMC_NOTOUCH | KMC_NODEBUG);
205                 }
206         }
207
208         while (--c != 0) {
209                 ASSERT(zio_buf_cache[c] != NULL);
210                 if (zio_buf_cache[c - 1] == NULL)
211                         zio_buf_cache[c - 1] = zio_buf_cache[c];
212
213                 ASSERT(zio_data_buf_cache[c] != NULL);
214                 if (zio_data_buf_cache[c - 1] == NULL)
215                         zio_data_buf_cache[c - 1] = zio_data_buf_cache[c];
216         }
217 out:
218
219         zio_inject_init();
220
221         zio_trim_ksp = kstat_create("zfs", 0, "zio_trim", "misc",
222             KSTAT_TYPE_NAMED,
223             sizeof(zio_trim_stats) / sizeof(kstat_named_t),
224             KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
225
226         if (zio_trim_ksp != NULL) {
227                 zio_trim_ksp->ks_data = &zio_trim_stats;
228                 kstat_install(zio_trim_ksp);
229         }
230 }
231
232 void
233 zio_fini(void)
234 {
235         size_t c;
236         kmem_cache_t *last_cache = NULL;
237         kmem_cache_t *last_data_cache = NULL;
238
239         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
240                 if (zio_buf_cache[c] != last_cache) {
241                         last_cache = zio_buf_cache[c];
242                         kmem_cache_destroy(zio_buf_cache[c]);
243                 }
244                 zio_buf_cache[c] = NULL;
245
246                 if (zio_data_buf_cache[c] != last_data_cache) {
247                         last_data_cache = zio_data_buf_cache[c];
248                         kmem_cache_destroy(zio_data_buf_cache[c]);
249                 }
250                 zio_data_buf_cache[c] = NULL;
251         }
252
253         kmem_cache_destroy(zio_link_cache);
254         kmem_cache_destroy(zio_cache);
255
256         zio_inject_fini();
257
258         if (zio_trim_ksp != NULL) {
259                 kstat_delete(zio_trim_ksp);
260                 zio_trim_ksp = NULL;
261         }
262 }
263
264 /*
265  * ==========================================================================
266  * Allocate and free I/O buffers
267  * ==========================================================================
268  */
269
270 /*
271  * Use zio_buf_alloc to allocate ZFS metadata.  This data will appear in a
272  * crashdump if the kernel panics, so use it judiciously.  Obviously, it's
273  * useful to inspect ZFS metadata, but if possible, we should avoid keeping
274  * excess / transient data in-core during a crashdump.
275  */
276 void *
277 zio_buf_alloc(size_t size)
278 {
279         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
280         int flags = zio_exclude_metadata ? KM_NODEBUG : 0;
281
282         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
283
284         if (zio_use_uma)
285                 return (kmem_cache_alloc(zio_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
286         else
287                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP|flags));
288 }
289
290 /*
291  * Use zio_data_buf_alloc to allocate data.  The data will not appear in a
292  * crashdump if the kernel panics.  This exists so that we will limit the amount
293  * of ZFS data that shows up in a kernel crashdump.  (Thus reducing the amount
294  * of kernel heap dumped to disk when the kernel panics)
295  */
296 void *
297 zio_data_buf_alloc(size_t size)
298 {
299         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
300
301         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
302
303         if (zio_use_uma)
304                 return (kmem_cache_alloc(zio_data_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
305         else
306                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP | KM_NODEBUG));
307 }
308
309 void
310 zio_buf_free(void *buf, size_t size)
311 {
312         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
313
314         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
315
316         if (zio_use_uma)
317                 kmem_cache_free(zio_buf_cache[c], buf);
318         else
319                 kmem_free(buf, size);
320 }
321
322 void
323 zio_data_buf_free(void *buf, size_t size)
324 {
325         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
326
327         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
328
329         if (zio_use_uma)
330                 kmem_cache_free(zio_data_buf_cache[c], buf);
331         else
332                 kmem_free(buf, size);
333 }
334
335 /*
336  * ==========================================================================
337  * Push and pop I/O transform buffers
338  * ==========================================================================
339  */
340 void
341 zio_push_transform(zio_t *zio, abd_t *data, uint64_t size, uint64_t bufsize,
342     zio_transform_func_t *transform)
343 {
344         zio_transform_t *zt = kmem_alloc(sizeof (zio_transform_t), KM_SLEEP);
345
346         /*
347          * Ensure that anyone expecting this zio to contain a linear ABD isn't
348          * going to get a nasty surprise when they try to access the data.
349          */
350 #ifdef illumos
351         IMPLY(abd_is_linear(zio->io_abd), abd_is_linear(data));
352 #else
353         IMPLY(zio->io_abd != NULL && abd_is_linear(zio->io_abd),
354             abd_is_linear(data));
355 #endif
356
357         zt->zt_orig_abd = zio->io_abd;
358         zt->zt_orig_size = zio->io_size;
359         zt->zt_bufsize = bufsize;
360         zt->zt_transform = transform;
361
362         zt->zt_next = zio->io_transform_stack;
363         zio->io_transform_stack = zt;
364
365         zio->io_abd = data;
366         zio->io_size = size;
367 }
368
369 void
370 zio_pop_transforms(zio_t *zio)
371 {
372         zio_transform_t *zt;
373
374         while ((zt = zio->io_transform_stack) != NULL) {
375                 if (zt->zt_transform != NULL)
376                         zt->zt_transform(zio,
377                             zt->zt_orig_abd, zt->zt_orig_size);
378
379                 if (zt->zt_bufsize != 0)
380                         abd_free(zio->io_abd);
381
382                 zio->io_abd = zt->zt_orig_abd;
383                 zio->io_size = zt->zt_orig_size;
384                 zio->io_transform_stack = zt->zt_next;
385
386                 kmem_free(zt, sizeof (zio_transform_t));
387         }
388 }
389
390 /*
391  * ==========================================================================
392  * I/O transform callbacks for subblocks and decompression
393  * ==========================================================================
394  */
395 static void
396 zio_subblock(zio_t *zio, abd_t *data, uint64_t size)
397 {
398         ASSERT(zio->io_size > size);
399
400         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
401                 abd_copy(data, zio->io_abd, size);
402 }
403
404 static void
405 zio_decompress(zio_t *zio, abd_t *data, uint64_t size)
406 {
407         if (zio->io_error == 0) {
408                 void *tmp = abd_borrow_buf(data, size);
409                 int ret = zio_decompress_data(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp),
410                     zio->io_abd, tmp, zio->io_size, size);
411                 abd_return_buf_copy(data, tmp, size);
412
413                 if (ret != 0)
414                         zio->io_error = SET_ERROR(EIO);
415         }
416 }
417
418 /*
419  * ==========================================================================
420  * I/O parent/child relationships and pipeline interlocks
421  * ==========================================================================
422  */
423 zio_t *
424 zio_walk_parents(zio_t *cio, zio_link_t **zl)
425 {
426         list_t *pl = &cio->io_parent_list;
427
428         *zl = (*zl == NULL) ? list_head(pl) : list_next(pl, *zl);
429         if (*zl == NULL)
430                 return (NULL);
431
432         ASSERT((*zl)->zl_child == cio);
433         return ((*zl)->zl_parent);
434 }
435
436 zio_t *
437 zio_walk_children(zio_t *pio, zio_link_t **zl)
438 {
439         list_t *cl = &pio->io_child_list;
440
441         *zl = (*zl == NULL) ? list_head(cl) : list_next(cl, *zl);
442         if (*zl == NULL)
443                 return (NULL);
444
445         ASSERT((*zl)->zl_parent == pio);
446         return ((*zl)->zl_child);
447 }
448
449 zio_t *
450 zio_unique_parent(zio_t *cio)
451 {
452         zio_link_t *zl = NULL;
453         zio_t *pio = zio_walk_parents(cio, &zl);
454
455         VERIFY3P(zio_walk_parents(cio, &zl), ==, NULL);
456         return (pio);
457 }
458
459 void
460 zio_add_child(zio_t *pio, zio_t *cio)
461 {
462         zio_link_t *zl = kmem_cache_alloc(zio_link_cache, KM_SLEEP);
463
464         /*
465          * Logical I/Os can have logical, gang, or vdev children.
466          * Gang I/Os can have gang or vdev children.
467          * Vdev I/Os can only have vdev children.
468          * The following ASSERT captures all of these constraints.
469          */
470         ASSERT3S(cio->io_child_type, <=, pio->io_child_type);
471
472         zl->zl_parent = pio;
473         zl->zl_child = cio;
474
475         mutex_enter(&cio->io_lock);
476         mutex_enter(&pio->io_lock);
477
478         ASSERT(pio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] == 0);
479
480         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
481                 pio->io_children[cio->io_child_type][w] += !cio->io_state[w];
482
483         list_insert_head(&pio->io_child_list, zl);
484         list_insert_head(&cio->io_parent_list, zl);
485
486         pio->io_child_count++;
487         cio->io_parent_count++;
488
489         mutex_exit(&pio->io_lock);
490         mutex_exit(&cio->io_lock);
491 }
492
493 static void
494 zio_remove_child(zio_t *pio, zio_t *cio, zio_link_t *zl)
495 {
496         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
497         ASSERT(zl->zl_child == cio);
498
499         mutex_enter(&cio->io_lock);
500         mutex_enter(&pio->io_lock);
501
502         list_remove(&pio->io_child_list, zl);
503         list_remove(&cio->io_parent_list, zl);
504
505         pio->io_child_count--;
506         cio->io_parent_count--;
507
508         mutex_exit(&pio->io_lock);
509         mutex_exit(&cio->io_lock);
510
511         kmem_cache_free(zio_link_cache, zl);
512 }
513
514 static boolean_t
515 zio_wait_for_children(zio_t *zio, enum zio_child child, enum zio_wait_type wait)
516 {
517         uint64_t *countp = &zio->io_children[child][wait];
518         boolean_t waiting = B_FALSE;
519
520         mutex_enter(&zio->io_lock);
521         ASSERT(zio->io_stall == NULL);
522         if (*countp != 0) {
523                 zio->io_stage >>= 1;
524                 ASSERT3U(zio->io_stage, !=, ZIO_STAGE_OPEN);
525                 zio->io_stall = countp;
526                 waiting = B_TRUE;
527         }
528         mutex_exit(&zio->io_lock);
529
530         return (waiting);
531 }
532
533 static void
534 zio_notify_parent(zio_t *pio, zio_t *zio, enum zio_wait_type wait)
535 {
536         uint64_t *countp = &pio->io_children[zio->io_child_type][wait];
537         int *errorp = &pio->io_child_error[zio->io_child_type];
538
539         mutex_enter(&pio->io_lock);
540         if (zio->io_error && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))
541                 *errorp = zio_worst_error(*errorp, zio->io_error);
542         pio->io_reexecute |= zio->io_reexecute;
543         ASSERT3U(*countp, >, 0);
544
545         (*countp)--;
546
547         if (*countp == 0 && pio->io_stall == countp) {
548                 zio_taskq_type_t type =
549                     pio->io_stage < ZIO_STAGE_VDEV_IO_START ? ZIO_TASKQ_ISSUE :
550                     ZIO_TASKQ_INTERRUPT;
551                 pio->io_stall = NULL;
552                 mutex_exit(&pio->io_lock);
553                 /*
554                  * Dispatch the parent zio in its own taskq so that
555                  * the child can continue to make progress. This also
556                  * prevents overflowing the stack when we have deeply nested
557                  * parent-child relationships.
558                  */
559                 zio_taskq_dispatch(pio, type, B_FALSE);
560         } else {
561                 mutex_exit(&pio->io_lock);
562         }
563 }
564
565 static void
566 zio_inherit_child_errors(zio_t *zio, enum zio_child c)
567 {
568         if (zio->io_child_error[c] != 0 && zio->io_error == 0)
569                 zio->io_error = zio->io_child_error[c];
570 }
571
572 int
573 zio_bookmark_compare(const void *x1, const void *x2)
574 {
575         const zio_t *z1 = x1;
576         const zio_t *z2 = x2;
577
578         if (z1->io_bookmark.zb_objset < z2->io_bookmark.zb_objset)
579                 return (-1);
580         if (z1->io_bookmark.zb_objset > z2->io_bookmark.zb_objset)
581                 return (1);
582
583         if (z1->io_bookmark.zb_object < z2->io_bookmark.zb_object)
584                 return (-1);
585         if (z1->io_bookmark.zb_object > z2->io_bookmark.zb_object)
586                 return (1);
587
588         if (z1->io_bookmark.zb_level < z2->io_bookmark.zb_level)
589                 return (-1);
590         if (z1->io_bookmark.zb_level > z2->io_bookmark.zb_level)
591                 return (1);
592
593         if (z1->io_bookmark.zb_blkid < z2->io_bookmark.zb_blkid)
594                 return (-1);
595         if (z1->io_bookmark.zb_blkid > z2->io_bookmark.zb_blkid)
596                 return (1);
597
598         if (z1 < z2)
599                 return (-1);
600         if (z1 > z2)
601                 return (1);
602
603         return (0);
604 }
605
606 /*
607  * ==========================================================================
608  * Create the various types of I/O (read, write, free, etc)
609  * ==========================================================================
610  */
611 static zio_t *
612 zio_create(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
613     abd_t *data, uint64_t lsize, uint64_t psize, zio_done_func_t *done,
614     void *private, zio_type_t type, zio_priority_t priority,
615     enum zio_flag flags, vdev_t *vd, uint64_t offset,
616     const zbookmark_phys_t *zb, enum zio_stage stage, enum zio_stage pipeline)
617 {
618         zio_t *zio;
619
620         ASSERT3U(type == ZIO_TYPE_FREE || psize, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
621         ASSERT(P2PHASE(psize, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
622         ASSERT(P2PHASE(offset, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
623
624         ASSERT(!vd || spa_config_held(spa, SCL_STATE_ALL, RW_READER));
625         ASSERT(!bp || !(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER));
626         ASSERT(vd || stage == ZIO_STAGE_OPEN);
627
628         IMPLY(lsize != psize, (flags & ZIO_FLAG_RAW) != 0);
629
630         zio = kmem_cache_alloc(zio_cache, KM_SLEEP);
631         bzero(zio, sizeof (zio_t));
632
633         mutex_init(&zio->io_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
634         cv_init(&zio->io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
635
636         list_create(&zio->io_parent_list, sizeof (zio_link_t),
637             offsetof(zio_link_t, zl_parent_node));
638         list_create(&zio->io_child_list, sizeof (zio_link_t),
639             offsetof(zio_link_t, zl_child_node));
640         metaslab_trace_init(&zio->io_alloc_list);
641
642         if (vd != NULL)
643                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_VDEV;
644         else if (flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD)
645                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_GANG;
646         else if (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD)
647                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_DDT;
648         else
649                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_LOGICAL;
650
651         if (bp != NULL) {
652                 zio->io_bp = (blkptr_t *)bp;
653                 zio->io_bp_copy = *bp;
654                 zio->io_bp_orig = *bp;
655                 if (type != ZIO_TYPE_WRITE ||
656                     zio->io_child_type == ZIO_CHILD_DDT)
657                         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;  /* so caller can free */
658                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
659                         zio->io_logical = zio;
660                 if (zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG && BP_IS_GANG(bp))
661                         pipeline |= ZIO_GANG_STAGES;
662         }
663
664         zio->io_spa = spa;
665         zio->io_txg = txg;
666         zio->io_done = done;
667         zio->io_private = private;
668         zio->io_type = type;
669         zio->io_priority = priority;
670         zio->io_vd = vd;
671         zio->io_offset = offset;
672         zio->io_orig_abd = zio->io_abd = data;
673         zio->io_orig_size = zio->io_size = psize;
674         zio->io_lsize = lsize;
675         zio->io_orig_flags = zio->io_flags = flags;
676         zio->io_orig_stage = zio->io_stage = stage;
677         zio->io_orig_pipeline = zio->io_pipeline = pipeline;
678         zio->io_pipeline_trace = ZIO_STAGE_OPEN;
679
680         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = (stage >= ZIO_STAGE_READY);
681         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = (stage >= ZIO_STAGE_DONE);
682
683         if (zb != NULL)
684                 zio->io_bookmark = *zb;
685
686         if (pio != NULL) {
687                 if (zio->io_logical == NULL)
688                         zio->io_logical = pio->io_logical;
689                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG)
690                         zio->io_gang_leader = pio->io_gang_leader;
691                 zio_add_child(pio, zio);
692         }
693
694         return (zio);
695 }
696
697 static void
698 zio_destroy(zio_t *zio)
699 {
700         metaslab_trace_fini(&zio->io_alloc_list);
701         list_destroy(&zio->io_parent_list);
702         list_destroy(&zio->io_child_list);
703         mutex_destroy(&zio->io_lock);
704         cv_destroy(&zio->io_cv);
705         kmem_cache_free(zio_cache, zio);
706 }
707
708 zio_t *
709 zio_null(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, zio_done_func_t *done,
710     void *private, enum zio_flag flags)
711 {
712         zio_t *zio;
713
714         zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, 0, done, private,
715             ZIO_TYPE_NULL, ZIO_PRIORITY_NOW, flags, vd, 0, NULL,
716             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_INTERLOCK_PIPELINE);
717
718         return (zio);
719 }
720
721 zio_t *
722 zio_root(spa_t *spa, zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
723 {
724         return (zio_null(NULL, spa, NULL, done, private, flags));
725 }
726
727 void
728 zfs_blkptr_verify(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
729 {
730         if (!DMU_OT_IS_VALID(BP_GET_TYPE(bp))) {
731                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid TYPE %llu",
732                     bp, (longlong_t)BP_GET_TYPE(bp));
733         }
734         if (BP_GET_CHECKSUM(bp) >= ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS ||
735             BP_GET_CHECKSUM(bp) <= ZIO_CHECKSUM_ON) {
736                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid CHECKSUM %llu",
737                     bp, (longlong_t)BP_GET_CHECKSUM(bp));
738         }
739         if (BP_GET_COMPRESS(bp) >= ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS ||
740             BP_GET_COMPRESS(bp) <= ZIO_COMPRESS_ON) {
741                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid COMPRESS %llu",
742                     bp, (longlong_t)BP_GET_COMPRESS(bp));
743         }
744         if (BP_GET_LSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
745                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid LSIZE %llu",
746                     bp, (longlong_t)BP_GET_LSIZE(bp));
747         }
748         if (BP_GET_PSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
749                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid PSIZE %llu",
750                     bp, (longlong_t)BP_GET_PSIZE(bp));
751         }
752
753         if (BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
754                 if (BPE_GET_ETYPE(bp) > NUM_BP_EMBEDDED_TYPES) {
755                         zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid ETYPE %llu",
756                             bp, (longlong_t)BPE_GET_ETYPE(bp));
757                 }
758         }
759
760         /*
761          * Pool-specific checks.
762          *
763          * Note: it would be nice to verify that the blk_birth and
764          * BP_PHYSICAL_BIRTH() are not too large.  However, spa_freeze()
765          * allows the birth time of log blocks (and dmu_sync()-ed blocks
766          * that are in the log) to be arbitrarily large.
767          */
768         for (int i = 0; i < BP_GET_NDVAS(bp); i++) {
769                 uint64_t vdevid = DVA_GET_VDEV(&bp->blk_dva[i]);
770                 if (vdevid >= spa->spa_root_vdev->vdev_children) {
771                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
772                             "VDEV %llu",
773                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
774                         continue;
775                 }
776                 vdev_t *vd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[vdevid];
777                 if (vd == NULL) {
778                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
779                             "VDEV %llu",
780                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
781                         continue;
782                 }
783                 if (vd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
784                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has hole "
785                             "VDEV %llu",
786                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
787                         continue;
788                 }
789                 if (vd->vdev_ops == &vdev_missing_ops) {
790                         /*
791                          * "missing" vdevs are valid during import, but we
792                          * don't have their detailed info (e.g. asize), so
793                          * we can't perform any more checks on them.
794                          */
795                         continue;
796                 }
797                 uint64_t offset = DVA_GET_OFFSET(&bp->blk_dva[i]);
798                 uint64_t asize = DVA_GET_ASIZE(&bp->blk_dva[i]);
799                 if (BP_IS_GANG(bp))
800                         asize = vdev_psize_to_asize(vd, SPA_GANGBLOCKSIZE);
801                 if (offset + asize > vd->vdev_asize) {
802                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
803                             "OFFSET %llu",
804                             bp, i, (longlong_t)offset);
805                 }
806         }
807 }
808
809 zio_t *
810 zio_read(zio_t *pio, spa_t *spa, const blkptr_t *bp,
811     abd_t *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
812     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_phys_t *zb)
813 {
814         zio_t *zio;
815
816         zfs_blkptr_verify(spa, bp);
817
818         zio = zio_create(pio, spa, BP_PHYSICAL_BIRTH(bp), bp,
819             data, size, size, done, private,
820             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, NULL, 0, zb,
821             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
822             ZIO_DDT_CHILD_READ_PIPELINE : ZIO_READ_PIPELINE);
823
824         return (zio);
825 }
826
827 zio_t *
828 zio_write(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp,
829     abd_t *data, uint64_t lsize, uint64_t psize, const zio_prop_t *zp,
830     zio_done_func_t *ready, zio_done_func_t *children_ready,
831     zio_done_func_t *physdone, zio_done_func_t *done,
832     void *private, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
833     const zbookmark_phys_t *zb)
834 {
835         zio_t *zio;
836
837         ASSERT(zp->zp_checksum >= ZIO_CHECKSUM_OFF &&
838             zp->zp_checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS &&
839             zp->zp_compress >= ZIO_COMPRESS_OFF &&
840             zp->zp_compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS &&
841             DMU_OT_IS_VALID(zp->zp_type) &&
842             zp->zp_level < 32 &&
843             zp->zp_copies > 0 &&
844             zp->zp_copies <= spa_max_replication(spa));
845
846         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, lsize, psize, done, private,
847             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
848             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
849             ZIO_DDT_CHILD_WRITE_PIPELINE : ZIO_WRITE_PIPELINE);
850
851         zio->io_ready = ready;
852         zio->io_children_ready = children_ready;
853         zio->io_physdone = physdone;
854         zio->io_prop = *zp;
855
856         /*
857          * Data can be NULL if we are going to call zio_write_override() to
858          * provide the already-allocated BP.  But we may need the data to
859          * verify a dedup hit (if requested).  In this case, don't try to
860          * dedup (just take the already-allocated BP verbatim).
861          */
862         if (data == NULL && zio->io_prop.zp_dedup_verify) {
863                 zio->io_prop.zp_dedup = zio->io_prop.zp_dedup_verify = B_FALSE;
864         }
865
866         return (zio);
867 }
868
869 zio_t *
870 zio_rewrite(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp, abd_t *data,
871     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
872     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, zbookmark_phys_t *zb)
873 {
874         zio_t *zio;
875
876         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, size, done, private,
877             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags | ZIO_FLAG_IO_REWRITE, NULL, 0, zb,
878             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_REWRITE_PIPELINE);
879
880         return (zio);
881 }
882
883 void
884 zio_write_override(zio_t *zio, blkptr_t *bp, int copies, boolean_t nopwrite)
885 {
886         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
887         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
888         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
889         ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(zio->io_spa));
890
891         /*
892          * We must reset the io_prop to match the values that existed
893          * when the bp was first written by dmu_sync() keeping in mind
894          * that nopwrite and dedup are mutually exclusive.
895          */
896         zio->io_prop.zp_dedup = nopwrite ? B_FALSE : zio->io_prop.zp_dedup;
897         zio->io_prop.zp_nopwrite = nopwrite;
898         zio->io_prop.zp_copies = copies;
899         zio->io_bp_override = bp;
900 }
901
902 void
903 zio_free(spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp)
904 {
905
906         /*
907          * The check for EMBEDDED is a performance optimization.  We
908          * process the free here (by ignoring it) rather than
909          * putting it on the list and then processing it in zio_free_sync().
910          */
911         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
912                 return;
913         metaslab_check_free(spa, bp);
914
915         /*
916          * Frees that are for the currently-syncing txg, are not going to be
917          * deferred, and which will not need to do a read (i.e. not GANG or
918          * DEDUP), can be processed immediately.  Otherwise, put them on the
919          * in-memory list for later processing.
920          */
921         if (zfs_trim_enabled || BP_IS_GANG(bp) || BP_GET_DEDUP(bp) ||
922             txg != spa->spa_syncing_txg ||
923             spa_sync_pass(spa) >= zfs_sync_pass_deferred_free) {
924                 bplist_append(&spa->spa_free_bplist[txg & TXG_MASK], bp);
925         } else {
926                 VERIFY0(zio_wait(zio_free_sync(NULL, spa, txg, bp,
927                     BP_GET_PSIZE(bp), 0)));
928         }
929 }
930
931 zio_t *
932 zio_free_sync(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
933     uint64_t size, enum zio_flag flags)
934 {
935         zio_t *zio;
936         enum zio_stage stage = ZIO_FREE_PIPELINE;
937
938         ASSERT(!BP_IS_HOLE(bp));
939         ASSERT(spa_syncing_txg(spa) == txg);
940         ASSERT(spa_sync_pass(spa) < zfs_sync_pass_deferred_free);
941
942         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
943                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
944
945         metaslab_check_free(spa, bp);
946         arc_freed(spa, bp);
947
948         if (zfs_trim_enabled)
949                 stage |= ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC | ZIO_STAGE_VDEV_IO_START |
950                     ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS;
951         /*
952          * GANG and DEDUP blocks can induce a read (for the gang block header,
953          * or the DDT), so issue them asynchronously so that this thread is
954          * not tied up.
955          */
956         else if (BP_IS_GANG(bp) || BP_GET_DEDUP(bp))
957                 stage |= ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC;
958
959         flags |= ZIO_FLAG_DONT_QUEUE;
960
961         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, size,
962             size, NULL, NULL, ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_NOW,
963             flags, NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, stage);
964
965         return (zio);
966 }
967
968 zio_t *
969 zio_claim(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
970     zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
971 {
972         zio_t *zio;
973
974         dprintf_bp(bp, "claiming in txg %llu", txg);
975
976         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
977                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
978
979         /*
980          * A claim is an allocation of a specific block.  Claims are needed
981          * to support immediate writes in the intent log.  The issue is that
982          * immediate writes contain committed data, but in a txg that was
983          * *not* committed.  Upon opening the pool after an unclean shutdown,
984          * the intent log claims all blocks that contain immediate write data
985          * so that the SPA knows they're in use.
986          *
987          * All claims *must* be resolved in the first txg -- before the SPA
988          * starts allocating blocks -- so that nothing is allocated twice.
989          * If txg == 0 we just verify that the block is claimable.
990          */
991         ASSERT3U(spa->spa_uberblock.ub_rootbp.blk_birth, <, spa_first_txg(spa));
992         ASSERT(txg == spa_first_txg(spa) || txg == 0);
993         ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp) || !spa_writeable(spa));       /* zdb(1M) */
994
995         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
996             BP_GET_PSIZE(bp), done, private, ZIO_TYPE_CLAIM, ZIO_PRIORITY_NOW,
997             flags, NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_CLAIM_PIPELINE);
998         ASSERT0(zio->io_queued_timestamp);
999
1000         return (zio);
1001 }
1002
1003 zio_t *
1004 zio_ioctl(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, int cmd, uint64_t offset,
1005     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
1006     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags)
1007 {
1008         zio_t *zio;
1009         int c;
1010
1011         if (vd->vdev_children == 0) {
1012                 zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, 0, done, private,
1013                     ZIO_TYPE_IOCTL, ZIO_PRIORITY_NOW, flags, vd, 0, NULL,
1014                     ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_IOCTL_PIPELINE);
1015
1016                 zio->io_cmd = cmd;
1017         } else {
1018                 zio = zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, flags);
1019
1020                 for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
1021                         zio_nowait(zio_ioctl(zio, spa, vd->vdev_child[c], cmd,
1022                             offset, size, done, private, priority, flags));
1023         }
1024
1025         return (zio);
1026 }
1027
1028 zio_t *
1029 zio_read_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
1030     abd_t *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
1031     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
1032 {
1033         zio_t *zio;
1034
1035         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
1036         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
1037             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
1038         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
1039
1040         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, size, done,
1041             private, ZIO_TYPE_READ, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd,
1042             offset, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_READ_PHYS_PIPELINE);
1043
1044         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
1045
1046         return (zio);
1047 }
1048
1049 zio_t *
1050 zio_write_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
1051     abd_t *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
1052     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
1053 {
1054         zio_t *zio;
1055
1056         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
1057         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
1058             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
1059         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
1060
1061         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, size, done,
1062             private, ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd,
1063             offset, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_WRITE_PHYS_PIPELINE);
1064
1065         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
1066
1067         if (zio_checksum_table[checksum].ci_flags & ZCHECKSUM_FLAG_EMBEDDED) {
1068                 /*
1069                  * zec checksums are necessarily destructive -- they modify
1070                  * the end of the write buffer to hold the verifier/checksum.
1071                  * Therefore, we must make a local copy in case the data is
1072                  * being written to multiple places in parallel.
1073                  */
1074                 abd_t *wbuf = abd_alloc_sametype(data, size);
1075                 abd_copy(wbuf, data, size);
1076
1077                 zio_push_transform(zio, wbuf, size, size, NULL);
1078         }
1079
1080         return (zio);
1081 }
1082
1083 /*
1084  * Create a child I/O to do some work for us.
1085  */
1086 zio_t *
1087 zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
1088     abd_t *data, uint64_t size, int type, zio_priority_t priority,
1089     enum zio_flag flags, zio_done_func_t *done, void *private)
1090 {
1091         enum zio_stage pipeline = ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE;
1092         zio_t *zio;
1093
1094         ASSERT(vd->vdev_parent ==
1095             (pio->io_vd ? pio->io_vd : pio->io_spa->spa_root_vdev));
1096
1097         if (type == ZIO_TYPE_READ && bp != NULL) {
1098                 /*
1099                  * If we have the bp, then the child should perform the
1100                  * checksum and the parent need not.  This pushes error
1101                  * detection as close to the leaves as possible and
1102                  * eliminates redundant checksums in the interior nodes.
1103                  */
1104                 pipeline |= ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1105                 pio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1106         }
1107
1108         /* Not all IO types require vdev io done stage e.g. free */
1109         if (!(pio->io_pipeline & ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE))
1110                 pipeline &= ~ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE;
1111
1112         if (vd->vdev_children == 0)
1113                 offset += VDEV_LABEL_START_SIZE;
1114
1115         flags |= ZIO_VDEV_CHILD_FLAGS(pio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
1116
1117         /*
1118          * If we've decided to do a repair, the write is not speculative --
1119          * even if the original read was.
1120          */
1121         if (flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)
1122                 flags &= ~ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
1123
1124         /*
1125          * If we're creating a child I/O that is not associated with a
1126          * top-level vdev, then the child zio is not an allocating I/O.
1127          * If this is a retried I/O then we ignore it since we will
1128          * have already processed the original allocating I/O.
1129          */
1130         if (flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING &&
1131             (vd != vd->vdev_top || (flags & ZIO_FLAG_IO_RETRY))) {
1132                 metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(pio->io_spa);
1133
1134                 ASSERT(mc->mc_alloc_throttle_enabled);
1135                 ASSERT(type == ZIO_TYPE_WRITE);
1136                 ASSERT(priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
1137                 ASSERT(!(flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR));
1138                 ASSERT(!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE) ||
1139                     pio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG);
1140
1141                 flags &= ~ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING;
1142         }
1143
1144         zio = zio_create(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp, data, size, size,
1145             done, private, type, priority, flags, vd, offset, &pio->io_bookmark,
1146             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, pipeline);
1147         ASSERT3U(zio->io_child_type, ==, ZIO_CHILD_VDEV);
1148
1149         zio->io_physdone = pio->io_physdone;
1150         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && zio->io_logical != NULL)
1151                 zio->io_logical->io_phys_children++;
1152
1153         return (zio);
1154 }
1155
1156 zio_t *
1157 zio_vdev_delegated_io(vdev_t *vd, uint64_t offset, abd_t *data, uint64_t size,
1158     int type, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
1159     zio_done_func_t *done, void *private)
1160 {
1161         zio_t *zio;
1162
1163         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1164
1165         zio = zio_create(NULL, vd->vdev_spa, 0, NULL,
1166             data, size, size, done, private, type, priority,
1167             flags | ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_DELEGATED,
1168             vd, offset, NULL,
1169             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE);
1170
1171         return (zio);
1172 }
1173
1174 void
1175 zio_flush(zio_t *zio, vdev_t *vd)
1176 {
1177         zio_nowait(zio_ioctl(zio, zio->io_spa, vd, DKIOCFLUSHWRITECACHE, 0, 0,
1178             NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_NOW,
1179             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY));
1180 }
1181
1182 zio_t *
1183 zio_trim(zio_t *zio, spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size)
1184 {
1185
1186         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1187
1188         return (zio_create(zio, spa, 0, NULL, NULL, size, size, NULL, NULL,
1189             ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_TRIM, ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE |
1190             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY,
1191             vd, offset, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_FREE_PHYS_PIPELINE));
1192 }
1193
1194 void
1195 zio_shrink(zio_t *zio, uint64_t size)
1196 {
1197         ASSERT3P(zio->io_executor, ==, NULL);
1198         ASSERT3P(zio->io_orig_size, ==, zio->io_size);
1199         ASSERT3U(size, <=, zio->io_size);
1200
1201         /*
1202          * We don't shrink for raidz because of problems with the
1203          * reconstruction when reading back less than the block size.
1204          * Note, BP_IS_RAIDZ() assumes no compression.
1205          */
1206         ASSERT(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp) == ZIO_COMPRESS_OFF);
1207         if (!BP_IS_RAIDZ(zio->io_bp)) {
1208                 /* we are not doing a raw write */
1209                 ASSERT3U(zio->io_size, ==, zio->io_lsize);
1210                 zio->io_orig_size = zio->io_size = zio->io_lsize = size;
1211         }
1212 }
1213
1214 /*
1215  * ==========================================================================
1216  * Prepare to read and write logical blocks
1217  * ==========================================================================
1218  */
1219
1220 static int
1221 zio_read_bp_init(zio_t *zio)
1222 {
1223         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1224
1225         if (BP_GET_COMPRESS(bp) != ZIO_COMPRESS_OFF &&
1226             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1227             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW)) {
1228                 uint64_t psize =
1229                     BP_IS_EMBEDDED(bp) ? BPE_GET_PSIZE(bp) : BP_GET_PSIZE(bp);
1230                 zio_push_transform(zio, abd_alloc_sametype(zio->io_abd, psize),
1231                     psize, psize, zio_decompress);
1232         }
1233
1234         if (BP_IS_EMBEDDED(bp) && BPE_GET_ETYPE(bp) == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1235                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1236
1237                 int psize = BPE_GET_PSIZE(bp);
1238                 void *data = abd_borrow_buf(zio->io_abd, psize);
1239                 decode_embedded_bp_compressed(bp, data);
1240                 abd_return_buf_copy(zio->io_abd, data, psize);
1241         } else {
1242                 ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
1243         }
1244
1245         if (!DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) && BP_GET_LEVEL(bp) == 0)
1246                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1247
1248         if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_DDT_ZAP)
1249                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1250
1251         if (BP_GET_DEDUP(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
1252                 zio->io_pipeline = ZIO_DDT_READ_PIPELINE;
1253
1254         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1255 }
1256
1257 static int
1258 zio_write_bp_init(zio_t *zio)
1259 {
1260         if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
1261                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1262
1263         ASSERT(zio->io_child_type != ZIO_CHILD_DDT);
1264
1265         if (zio->io_bp_override) {
1266                 blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1267                 zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
1268
1269                 ASSERT(bp->blk_birth != zio->io_txg);
1270                 ASSERT(BP_GET_DEDUP(zio->io_bp_override) == 0);
1271
1272                 *bp = *zio->io_bp_override;
1273                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1274
1275                 if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
1276                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1277
1278                 /*
1279                  * If we've been overridden and nopwrite is set then
1280                  * set the flag accordingly to indicate that a nopwrite
1281                  * has already occurred.
1282                  */
1283                 if (!BP_IS_HOLE(bp) && zp->zp_nopwrite) {
1284                         ASSERT(!zp->zp_dedup);
1285                         ASSERT3U(BP_GET_CHECKSUM(bp), ==, zp->zp_checksum);
1286                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
1287                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1288                 }
1289
1290                 ASSERT(!zp->zp_nopwrite);
1291
1292                 if (BP_IS_HOLE(bp) || !zp->zp_dedup)
1293                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1294
1295                 ASSERT((zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_flags &
1296                     ZCHECKSUM_FLAG_DEDUP) || zp->zp_dedup_verify);
1297
1298                 if (BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum) {
1299                         BP_SET_DEDUP(bp, 1);
1300                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_DDT_WRITE;
1301                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1302                 }
1303
1304                 /*
1305                  * We were unable to handle this as an override bp, treat
1306                  * it as a regular write I/O.
1307                  */
1308                 zio->io_bp_override = NULL;
1309                 *bp = zio->io_bp_orig;
1310                 zio->io_pipeline = zio->io_orig_pipeline;
1311         }
1312
1313         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1314 }
1315
1316 static int
1317 zio_write_compress(zio_t *zio)
1318 {
1319         spa_t *spa = zio->io_spa;
1320         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
1321         enum zio_compress compress = zp->zp_compress;
1322         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1323         uint64_t lsize = zio->io_lsize;
1324         uint64_t psize = zio->io_size;
1325         int pass = 1;
1326
1327         EQUIV(lsize != psize, (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW) != 0);
1328
1329         /*
1330          * If our children haven't all reached the ready stage,
1331          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
1332          */
1333         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
1334             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_READY))
1335                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1336
1337         if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
1338                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1339
1340         if (zio->io_children_ready != NULL) {
1341                 /*
1342                  * Now that all our children are ready, run the callback
1343                  * associated with this zio in case it wants to modify the
1344                  * data to be written.
1345                  */
1346                 ASSERT3U(zp->zp_level, >, 0);
1347                 zio->io_children_ready(zio);
1348         }
1349
1350         ASSERT(zio->io_child_type != ZIO_CHILD_DDT);
1351         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
1352
1353         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg) {
1354                 /*
1355                  * We're rewriting an existing block, which means we're
1356                  * working on behalf of spa_sync().  For spa_sync() to
1357                  * converge, it must eventually be the case that we don't
1358                  * have to allocate new blocks.  But compression changes
1359                  * the blocksize, which forces a reallocate, and makes
1360                  * convergence take longer.  Therefore, after the first
1361                  * few passes, stop compressing to ensure convergence.
1362                  */
1363                 pass = spa_sync_pass(spa);
1364
1365                 ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(spa));
1366                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1367                 ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp));
1368
1369                 if (pass >= zfs_sync_pass_dont_compress)
1370                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1371
1372                 /* Make sure someone doesn't change their mind on overwrites */
1373                 ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp) || MIN(zp->zp_copies + BP_IS_GANG(bp),
1374                     spa_max_replication(spa)) == BP_GET_NDVAS(bp));
1375         }
1376
1377         /* If it's a compressed write that is not raw, compress the buffer. */
1378         if (compress != ZIO_COMPRESS_OFF && psize == lsize) {
1379                 void *cbuf = zio_buf_alloc(lsize);
1380                 psize = zio_compress_data(compress, zio->io_abd, cbuf, lsize);
1381                 if (psize == 0 || psize == lsize) {
1382                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1383                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1384                 } else if (!zp->zp_dedup && psize <= BPE_PAYLOAD_SIZE &&
1385                     zp->zp_level == 0 && !DMU_OT_HAS_FILL(zp->zp_type) &&
1386                     spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA)) {
1387                         encode_embedded_bp_compressed(bp,
1388                             cbuf, compress, lsize, psize);
1389                         BPE_SET_ETYPE(bp, BP_EMBEDDED_TYPE_DATA);
1390                         BP_SET_TYPE(bp, zio->io_prop.zp_type);
1391                         BP_SET_LEVEL(bp, zio->io_prop.zp_level);
1392                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1393                         bp->blk_birth = zio->io_txg;
1394                         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1395                         ASSERT(spa_feature_is_active(spa,
1396                             SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1397                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1398                 } else {
1399                         /*
1400                          * Round up compressed size up to the ashift
1401                          * of the smallest-ashift device, and zero the tail.
1402                          * This ensures that the compressed size of the BP
1403                          * (and thus compressratio property) are correct,
1404                          * in that we charge for the padding used to fill out
1405                          * the last sector.
1406                          */
1407                         ASSERT3U(spa->spa_min_ashift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
1408                         size_t rounded = (size_t)P2ROUNDUP(psize,
1409                             1ULL << spa->spa_min_ashift);
1410                         if (rounded >= lsize) {
1411                                 compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1412                                 zio_buf_free(cbuf, lsize);
1413                                 psize = lsize;
1414                         } else {
1415                                 abd_t *cdata = abd_get_from_buf(cbuf, lsize);
1416                                 abd_take_ownership_of_buf(cdata, B_TRUE);
1417                                 abd_zero_off(cdata, psize, rounded - psize);
1418                                 psize = rounded;
1419                                 zio_push_transform(zio, cdata,
1420                                     psize, lsize, NULL);
1421                         }
1422                 }
1423
1424                 /*
1425                  * We were unable to handle this as an override bp, treat
1426                  * it as a regular write I/O.
1427                  */
1428                 zio->io_bp_override = NULL;
1429                 *bp = zio->io_bp_orig;
1430                 zio->io_pipeline = zio->io_orig_pipeline;
1431         } else {
1432                 ASSERT3U(psize, !=, 0);
1433         }
1434
1435         /*
1436          * The final pass of spa_sync() must be all rewrites, but the first
1437          * few passes offer a trade-off: allocating blocks defers convergence,
1438          * but newly allocated blocks are sequential, so they can be written
1439          * to disk faster.  Therefore, we allow the first few passes of
1440          * spa_sync() to allocate new blocks, but force rewrites after that.
1441          * There should only be a handful of blocks after pass 1 in any case.
1442          */
1443         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg &&
1444             BP_GET_PSIZE(bp) == psize &&
1445             pass >= zfs_sync_pass_rewrite) {
1446                 ASSERT(psize != 0);
1447                 enum zio_stage gang_stages = zio->io_pipeline & ZIO_GANG_STAGES;
1448                 zio->io_pipeline = ZIO_REWRITE_PIPELINE | gang_stages;
1449                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_REWRITE;
1450         } else {
1451                 BP_ZERO(bp);
1452                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
1453         }
1454
1455         if (psize == 0) {
1456                 if (zio->io_bp_orig.blk_birth != 0 &&
1457                     spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_HOLE_BIRTH)) {
1458                         BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1459                         BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1460                         BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1461                         BP_SET_BIRTH(bp, zio->io_txg, 0);
1462                 }
1463                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1464         } else {
1465                 ASSERT(zp->zp_checksum != ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER);
1466                 BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1467                 BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1468                 BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1469                 BP_SET_PSIZE(bp, psize);
1470                 BP_SET_COMPRESS(bp, compress);
1471                 BP_SET_CHECKSUM(bp, zp->zp_checksum);
1472                 BP_SET_DEDUP(bp, zp->zp_dedup);
1473                 BP_SET_BYTEORDER(bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
1474                 if (zp->zp_dedup) {
1475                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1476                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1477                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_WRITE_PIPELINE;
1478                 }
1479                 if (zp->zp_nopwrite) {
1480                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1481                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1482                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_NOP_WRITE;
1483                 }
1484         }
1485         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1486 }
1487
1488 static int
1489 zio_free_bp_init(zio_t *zio)
1490 {
1491         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1492
1493         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL) {
1494                 if (BP_GET_DEDUP(bp))
1495                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_FREE_PIPELINE;
1496         }
1497
1498         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1499 }
1500
1501 /*
1502  * ==========================================================================
1503  * Execute the I/O pipeline
1504  * ==========================================================================
1505  */
1506
1507 static void
1508 zio_taskq_dispatch(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q, boolean_t cutinline)
1509 {
1510         spa_t *spa = zio->io_spa;
1511         zio_type_t t = zio->io_type;
1512         int flags = (cutinline ? TQ_FRONT : 0);
1513
1514         ASSERT(q == ZIO_TASKQ_ISSUE || q == ZIO_TASKQ_INTERRUPT);
1515
1516         /*
1517          * If we're a config writer or a probe, the normal issue and
1518          * interrupt threads may all be blocked waiting for the config lock.
1519          * In this case, select the otherwise-unused taskq for ZIO_TYPE_NULL.
1520          */
1521         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_PROBE))
1522                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1523
1524         /*
1525          * A similar issue exists for the L2ARC write thread until L2ARC 2.0.
1526          */
1527         if (t == ZIO_TYPE_WRITE && zio->io_vd && zio->io_vd->vdev_aux)
1528                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1529
1530         /*
1531          * If this is a high priority I/O, then use the high priority taskq if
1532          * available.
1533          */
1534         if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW &&
1535             spa->spa_zio_taskq[t][q + 1].stqs_count != 0)
1536                 q++;
1537
1538         ASSERT3U(q, <, ZIO_TASKQ_TYPES);
1539
1540         /*
1541          * NB: We are assuming that the zio can only be dispatched
1542          * to a single taskq at a time.  It would be a grievous error
1543          * to dispatch the zio to another taskq at the same time.
1544          */
1545 #if defined(illumos) || !defined(_KERNEL)
1546         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_next == NULL);
1547 #else
1548         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_task.ta_pending == 0);
1549 #endif
1550         spa_taskq_dispatch_ent(spa, t, q, (task_func_t *)zio_execute, zio,
1551             flags, &zio->io_tqent);
1552 }
1553
1554 static boolean_t
1555 zio_taskq_member(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q)
1556 {
1557         kthread_t *executor = zio->io_executor;
1558         spa_t *spa = zio->io_spa;
1559
1560         for (zio_type_t t = 0; t < ZIO_TYPES; t++) {
1561                 spa_taskqs_t *tqs = &spa->spa_zio_taskq[t][q];
1562                 uint_t i;
1563                 for (i = 0; i < tqs->stqs_count; i++) {
1564                         if (taskq_member(tqs->stqs_taskq[i], executor))
1565                                 return (B_TRUE);
1566                 }
1567         }
1568
1569         return (B_FALSE);
1570 }
1571
1572 static int
1573 zio_issue_async(zio_t *zio)
1574 {
1575         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1576
1577         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1578 }
1579
1580 void
1581 zio_interrupt(zio_t *zio)
1582 {
1583         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT, B_FALSE);
1584 }
1585
1586 void
1587 zio_delay_interrupt(zio_t *zio)
1588 {
1589         /*
1590          * The timeout_generic() function isn't defined in userspace, so
1591          * rather than trying to implement the function, the zio delay
1592          * functionality has been disabled for userspace builds.
1593          */
1594
1595 #ifdef _KERNEL
1596         /*
1597          * If io_target_timestamp is zero, then no delay has been registered
1598          * for this IO, thus jump to the end of this function and "skip" the
1599          * delay; issuing it directly to the zio layer.
1600          */
1601         if (zio->io_target_timestamp != 0) {
1602                 hrtime_t now = gethrtime();
1603
1604                 if (now >= zio->io_target_timestamp) {
1605                         /*
1606                          * This IO has already taken longer than the target
1607                          * delay to complete, so we don't want to delay it
1608                          * any longer; we "miss" the delay and issue it
1609                          * directly to the zio layer. This is likely due to
1610                          * the target latency being set to a value less than
1611                          * the underlying hardware can satisfy (e.g. delay
1612                          * set to 1ms, but the disks take 10ms to complete an
1613                          * IO request).
1614                          */
1615
1616                         DTRACE_PROBE2(zio__delay__miss, zio_t *, zio,
1617                             hrtime_t, now);
1618
1619                         zio_interrupt(zio);
1620                 } else {
1621                         hrtime_t diff = zio->io_target_timestamp - now;
1622
1623                         DTRACE_PROBE3(zio__delay__hit, zio_t *, zio,
1624                             hrtime_t, now, hrtime_t, diff);
1625
1626                         (void) timeout_generic(CALLOUT_NORMAL,
1627                             (void (*)(void *))zio_interrupt, zio, diff, 1, 0);
1628                 }
1629
1630                 return;
1631         }
1632 #endif
1633
1634         DTRACE_PROBE1(zio__delay__skip, zio_t *, zio);
1635         zio_interrupt(zio);
1636 }
1637
1638 /*
1639  * Execute the I/O pipeline until one of the following occurs:
1640  *
1641  *      (1) the I/O completes
1642  *      (2) the pipeline stalls waiting for dependent child I/Os
1643  *      (3) the I/O issues, so we're waiting for an I/O completion interrupt
1644  *      (4) the I/O is delegated by vdev-level caching or aggregation
1645  *      (5) the I/O is deferred due to vdev-level queueing
1646  *      (6) the I/O is handed off to another thread.
1647  *
1648  * In all cases, the pipeline stops whenever there's no CPU work; it never
1649  * burns a thread in cv_wait().
1650  *
1651  * There's no locking on io_stage because there's no legitimate way
1652  * for multiple threads to be attempting to process the same I/O.
1653  */
1654 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[];
1655
1656 void
1657 zio_execute(zio_t *zio)
1658 {
1659         zio->io_executor = curthread;
1660
1661         ASSERT3U(zio->io_queued_timestamp, >, 0);
1662
1663         while (zio->io_stage < ZIO_STAGE_DONE) {
1664                 enum zio_stage pipeline = zio->io_pipeline;
1665                 enum zio_stage stage = zio->io_stage;
1666                 int rv;
1667
1668                 ASSERT(!MUTEX_HELD(&zio->io_lock));
1669                 ASSERT(ISP2(stage));
1670                 ASSERT(zio->io_stall == NULL);
1671
1672                 do {
1673                         stage <<= 1;
1674                 } while ((stage & pipeline) == 0);
1675
1676                 ASSERT(stage <= ZIO_STAGE_DONE);
1677
1678                 /*
1679                  * If we are in interrupt context and this pipeline stage
1680                  * will grab a config lock that is held across I/O,
1681                  * or may wait for an I/O that needs an interrupt thread
1682                  * to complete, issue async to avoid deadlock.
1683                  *
1684                  * For VDEV_IO_START, we cut in line so that the io will
1685                  * be sent to disk promptly.
1686                  */
1687                 if ((stage & ZIO_BLOCKING_STAGES) && zio->io_vd == NULL &&
1688                     zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT)) {
1689                         boolean_t cut = (stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START) ?
1690                             zio_requeue_io_start_cut_in_line : B_FALSE;
1691                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
1692                         return;
1693                 }
1694
1695                 zio->io_stage = stage;
1696                 zio->io_pipeline_trace |= zio->io_stage;
1697                 rv = zio_pipeline[highbit64(stage) - 1](zio);
1698
1699                 if (rv == ZIO_PIPELINE_STOP)
1700                         return;
1701
1702                 ASSERT(rv == ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1703         }
1704 }
1705
1706 /*
1707  * ==========================================================================
1708  * Initiate I/O, either sync or async
1709  * ==========================================================================
1710  */
1711 int
1712 zio_wait(zio_t *zio)
1713 {
1714         int error;
1715
1716         ASSERT3P(zio->io_stage, ==, ZIO_STAGE_OPEN);
1717         ASSERT3P(zio->io_executor, ==, NULL);
1718
1719         zio->io_waiter = curthread;
1720         ASSERT0(zio->io_queued_timestamp);
1721         zio->io_queued_timestamp = gethrtime();
1722
1723         zio_execute(zio);
1724
1725         mutex_enter(&zio->io_lock);
1726         while (zio->io_executor != NULL)
1727                 cv_wait(&zio->io_cv, &zio->io_lock);
1728         mutex_exit(&zio->io_lock);
1729
1730         error = zio->io_error;
1731         zio_destroy(zio);
1732
1733         return (error);
1734 }
1735
1736 void
1737 zio_nowait(zio_t *zio)
1738 {
1739         ASSERT3P(zio->io_executor, ==, NULL);
1740
1741         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1742             zio_unique_parent(zio) == NULL) {
1743                 /*
1744                  * This is a logical async I/O with no parent to wait for it.
1745                  * We add it to the spa_async_root_zio "Godfather" I/O which
1746                  * will ensure they complete prior to unloading the pool.
1747                  */
1748                 spa_t *spa = zio->io_spa;
1749
1750                 zio_add_child(spa->spa_async_zio_root[CPU_SEQID], zio);
1751         }
1752
1753         ASSERT0(zio->io_queued_timestamp);
1754         zio->io_queued_timestamp = gethrtime();
1755         zio_execute(zio);
1756 }
1757
1758 /*
1759  * ==========================================================================
1760  * Reexecute, cancel, or suspend/resume failed I/O
1761  * ==========================================================================
1762  */
1763
1764 static void
1765 zio_reexecute(zio_t *pio)
1766 {
1767         zio_t *cio, *cio_next;
1768
1769         ASSERT(pio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1770         ASSERT(pio->io_orig_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1771         ASSERT(pio->io_gang_leader == NULL);
1772         ASSERT(pio->io_gang_tree == NULL);
1773
1774         pio->io_flags = pio->io_orig_flags;
1775         pio->io_stage = pio->io_orig_stage;
1776         pio->io_pipeline = pio->io_orig_pipeline;
1777         pio->io_reexecute = 0;
1778         pio->io_flags |= ZIO_FLAG_REEXECUTED;
1779         pio->io_pipeline_trace = 0;
1780         pio->io_error = 0;
1781         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1782                 pio->io_state[w] = 0;
1783         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
1784                 pio->io_child_error[c] = 0;
1785
1786         if (IO_IS_ALLOCATING(pio))
1787                 BP_ZERO(pio->io_bp);
1788
1789         /*
1790          * As we reexecute pio's children, new children could be created.
1791          * New children go to the head of pio's io_child_list, however,
1792          * so we will (correctly) not reexecute them.  The key is that
1793          * the remainder of pio's io_child_list, from 'cio_next' onward,
1794          * cannot be affected by any side effects of reexecuting 'cio'.
1795          */
1796         zio_link_t *zl = NULL;
1797         for (cio = zio_walk_children(pio, &zl); cio != NULL; cio = cio_next) {
1798                 cio_next = zio_walk_children(pio, &zl);
1799                 mutex_enter(&pio->io_lock);
1800                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1801                         pio->io_children[cio->io_child_type][w]++;
1802                 mutex_exit(&pio->io_lock);
1803                 zio_reexecute(cio);
1804         }
1805
1806         /*
1807          * Now that all children have been reexecuted, execute the parent.
1808          * We don't reexecute "The Godfather" I/O here as it's the
1809          * responsibility of the caller to wait on him.
1810          */
1811         if (!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER)) {
1812                 pio->io_queued_timestamp = gethrtime();
1813                 zio_execute(pio);
1814         }
1815 }
1816
1817 void
1818 zio_cancel(zio_t *zio)
1819 {
1820         /*
1821          * Disallow cancellation of a zio that's already been issued.
1822          */
1823         VERIFY3P(zio->io_executor, ==, NULL);
1824
1825         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1826         zio->io_done = NULL;
1827
1828         zio_nowait(zio);
1829 }
1830
1831 void
1832 zio_suspend(spa_t *spa, zio_t *zio)
1833 {
1834         if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_PANIC)
1835                 fm_panic("Pool '%s' has encountered an uncorrectable I/O "
1836                     "failure and the failure mode property for this pool "
1837                     "is set to panic.", spa_name(spa));
1838
1839         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO_FAILURE, spa, NULL, NULL, 0, 0);
1840
1841         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1842
1843         if (spa->spa_suspend_zio_root == NULL)
1844                 spa->spa_suspend_zio_root = zio_root(spa, NULL, NULL,
1845                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE |
1846                     ZIO_FLAG_GODFATHER);
1847
1848         spa->spa_suspended = B_TRUE;
1849
1850         if (zio != NULL) {
1851                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
1852                 ASSERT(zio != spa->spa_suspend_zio_root);
1853                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1854                 ASSERT(zio_unique_parent(zio) == NULL);
1855                 ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DONE);
1856                 zio_add_child(spa->spa_suspend_zio_root, zio);
1857         }
1858
1859         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1860 }
1861
1862 int
1863 zio_resume(spa_t *spa)
1864 {
1865         zio_t *pio;
1866
1867         /*
1868          * Reexecute all previously suspended i/o.
1869          */
1870         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1871         spa->spa_suspended = B_FALSE;
1872         cv_broadcast(&spa->spa_suspend_cv);
1873         pio = spa->spa_suspend_zio_root;
1874         spa->spa_suspend_zio_root = NULL;
1875         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1876
1877         if (pio == NULL)
1878                 return (0);
1879
1880         zio_reexecute(pio);
1881         return (zio_wait(pio));
1882 }
1883
1884 void
1885 zio_resume_wait(spa_t *spa)
1886 {
1887         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1888         while (spa_suspended(spa))
1889                 cv_wait(&spa->spa_suspend_cv, &spa->spa_suspend_lock);
1890         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1891 }
1892
1893 /*
1894  * ==========================================================================
1895  * Gang blocks.
1896  *
1897  * A gang block is a collection of small blocks that looks to the DMU
1898  * like one large block.  When zio_dva_allocate() cannot find a block
1899  * of the requested size, due to either severe fragmentation or the pool
1900  * being nearly full, it calls zio_write_gang_block() to construct the
1901  * block from smaller fragments.
1902  *
1903  * A gang block consists of a gang header (zio_gbh_phys_t) and up to
1904  * three (SPA_GBH_NBLKPTRS) gang members.  The gang header is just like
1905  * an indirect block: it's an array of block pointers.  It consumes
1906  * only one sector and hence is allocatable regardless of fragmentation.
1907  * The gang header's bps point to its gang members, which hold the data.
1908  *
1909  * Gang blocks are self-checksumming, using the bp's <vdev, offset, txg>
1910  * as the verifier to ensure uniqueness of the SHA256 checksum.
1911  * Critically, the gang block bp's blk_cksum is the checksum of the data,
1912  * not the gang header.  This ensures that data block signatures (needed for
1913  * deduplication) are independent of how the block is physically stored.
1914  *
1915  * Gang blocks can be nested: a gang member may itself be a gang block.
1916  * Thus every gang block is a tree in which root and all interior nodes are
1917  * gang headers, and the leaves are normal blocks that contain user data.
1918  * The root of the gang tree is called the gang leader.
1919  *
1920  * To perform any operation (read, rewrite, free, claim) on a gang block,
1921  * zio_gang_assemble() first assembles the gang tree (minus data leaves)
1922  * in the io_gang_tree field of the original logical i/o by recursively
1923  * reading the gang leader and all gang headers below it.  This yields
1924  * an in-core tree containing the contents of every gang header and the
1925  * bps for every constituent of the gang block.
1926  *
1927  * With the gang tree now assembled, zio_gang_issue() just walks the gang tree
1928  * and invokes a callback on each bp.  To free a gang block, zio_gang_issue()
1929  * calls zio_free_gang() -- a trivial wrapper around zio_free() -- for each bp.
1930  * zio_claim_gang() provides a similarly trivial wrapper for zio_claim().
1931  * zio_read_gang() is a wrapper around zio_read() that omits reading gang
1932  * headers, since we already have those in io_gang_tree.  zio_rewrite_gang()
1933  * performs a zio_rewrite() of the data or, for gang headers, a zio_rewrite()
1934  * of the gang header plus zio_checksum_compute() of the data to update the
1935  * gang header's blk_cksum as described above.
1936  *
1937  * The two-phase assemble/issue model solves the problem of partial failure --
1938  * what if you'd freed part of a gang block but then couldn't read the
1939  * gang header for another part?  Assembling the entire gang tree first
1940  * ensures that all the necessary gang header I/O has succeeded before
1941  * starting the actual work of free, claim, or write.  Once the gang tree
1942  * is assembled, free and claim are in-memory operations that cannot fail.
1943  *
1944  * In the event that a gang write fails, zio_dva_unallocate() walks the
1945  * gang tree to immediately free (i.e. insert back into the space map)
1946  * everything we've allocated.  This ensures that we don't get ENOSPC
1947  * errors during repeated suspend/resume cycles due to a flaky device.
1948  *
1949  * Gang rewrites only happen during sync-to-convergence.  If we can't assemble
1950  * the gang tree, we won't modify the block, so we can safely defer the free
1951  * (knowing that the block is still intact).  If we *can* assemble the gang
1952  * tree, then even if some of the rewrites fail, zio_dva_unallocate() will free
1953  * each constituent bp and we can allocate a new block on the next sync pass.
1954  *
1955  * In all cases, the gang tree allows complete recovery from partial failure.
1956  * ==========================================================================
1957  */
1958
1959 static void
1960 zio_gang_issue_func_done(zio_t *zio)
1961 {
1962         abd_put(zio->io_abd);
1963 }
1964
1965 static zio_t *
1966 zio_read_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, abd_t *data,
1967     uint64_t offset)
1968 {
1969         if (gn != NULL)
1970                 return (pio);
1971
1972         return (zio_read(pio, pio->io_spa, bp, abd_get_offset(data, offset),
1973             BP_GET_PSIZE(bp), zio_gang_issue_func_done,
1974             NULL, pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1975             &pio->io_bookmark));
1976 }
1977
1978 static zio_t *
1979 zio_rewrite_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, abd_t *data,
1980     uint64_t offset)
1981 {
1982         zio_t *zio;
1983
1984         if (gn != NULL) {
1985                 abd_t *gbh_abd =
1986                     abd_get_from_buf(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1987                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1988                     gbh_abd, SPA_GANGBLOCKSIZE, zio_gang_issue_func_done, NULL,
1989                     pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1990                     &pio->io_bookmark);
1991                 /*
1992                  * As we rewrite each gang header, the pipeline will compute
1993                  * a new gang block header checksum for it; but no one will
1994                  * compute a new data checksum, so we do that here.  The one
1995                  * exception is the gang leader: the pipeline already computed
1996                  * its data checksum because that stage precedes gang assembly.
1997                  * (Presently, nothing actually uses interior data checksums;
1998                  * this is just good hygiene.)
1999                  */
2000                 if (gn != pio->io_gang_leader->io_gang_tree) {
2001                         abd_t *buf = abd_get_offset(data, offset);
2002
2003                         zio_checksum_compute(zio, BP_GET_CHECKSUM(bp),
2004                             buf, BP_GET_PSIZE(bp));
2005
2006                         abd_put(buf);
2007                 }
2008                 /*
2009                  * If we are here to damage data for testing purposes,
2010                  * leave the GBH alone so that we can detect the damage.
2011                  */
2012                 if (pio->io_gang_leader->io_flags & ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE)
2013                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
2014         } else {
2015                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
2016                     abd_get_offset(data, offset), BP_GET_PSIZE(bp),
2017                     zio_gang_issue_func_done, NULL, pio->io_priority,
2018                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
2019         }
2020
2021         return (zio);
2022 }
2023
2024 /* ARGSUSED */
2025 static zio_t *
2026 zio_free_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, abd_t *data,
2027     uint64_t offset)
2028 {
2029         return (zio_free_sync(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
2030             BP_IS_GANG(bp) ? SPA_GANGBLOCKSIZE : BP_GET_PSIZE(bp),
2031             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
2032 }
2033
2034 /* ARGSUSED */
2035 static zio_t *
2036 zio_claim_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, abd_t *data,
2037     uint64_t offset)
2038 {
2039         return (zio_claim(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
2040             NULL, NULL, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
2041 }
2042
2043 static zio_gang_issue_func_t *zio_gang_issue_func[ZIO_TYPES] = {
2044         NULL,
2045         zio_read_gang,
2046         zio_rewrite_gang,
2047         zio_free_gang,
2048         zio_claim_gang,
2049         NULL
2050 };
2051
2052 static void zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio);
2053
2054 static zio_gang_node_t *
2055 zio_gang_node_alloc(zio_gang_node_t **gnpp)
2056 {
2057         zio_gang_node_t *gn;
2058
2059         ASSERT(*gnpp == NULL);
2060
2061         gn = kmem_zalloc(sizeof (*gn), KM_SLEEP);
2062         gn->gn_gbh = zio_buf_alloc(SPA_GANGBLOCKSIZE);
2063         *gnpp = gn;
2064
2065         return (gn);
2066 }
2067
2068 static void
2069 zio_gang_node_free(zio_gang_node_t **gnpp)
2070 {
2071         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
2072
2073         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
2074                 ASSERT(gn->gn_child[g] == NULL);
2075
2076         zio_buf_free(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
2077         kmem_free(gn, sizeof (*gn));
2078         *gnpp = NULL;
2079 }
2080
2081 static void
2082 zio_gang_tree_free(zio_gang_node_t **gnpp)
2083 {
2084         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
2085
2086         if (gn == NULL)
2087                 return;
2088
2089         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
2090                 zio_gang_tree_free(&gn->gn_child[g]);
2091
2092         zio_gang_node_free(gnpp);
2093 }
2094
2095 static void
2096 zio_gang_tree_assemble(zio_t *gio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t **gnpp)
2097 {
2098         zio_gang_node_t *gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
2099         abd_t *gbh_abd = abd_get_from_buf(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
2100
2101         ASSERT(gio->io_gang_leader == gio);
2102         ASSERT(BP_IS_GANG(bp));
2103
2104         zio_nowait(zio_read(gio, gio->io_spa, bp, gbh_abd, SPA_GANGBLOCKSIZE,
2105             zio_gang_tree_assemble_done, gn, gio->io_priority,
2106             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(gio), &gio->io_bookmark));
2107 }
2108
2109 static void
2110 zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio)
2111 {
2112         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
2113         zio_gang_node_t *gn = zio->io_private;
2114         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2115
2116         ASSERT(gio == zio_unique_parent(zio));
2117         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
2118
2119         if (zio->io_error)
2120                 return;
2121
2122         /* this ABD was created from a linear buf in zio_gang_tree_assemble */
2123         if (BP_SHOULD_BYTESWAP(bp))
2124                 byteswap_uint64_array(abd_to_buf(zio->io_abd), zio->io_size);
2125
2126         ASSERT3P(abd_to_buf(zio->io_abd), ==, gn->gn_gbh);
2127         ASSERT(zio->io_size == SPA_GANGBLOCKSIZE);
2128         ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
2129
2130         abd_put(zio->io_abd);
2131
2132         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
2133                 blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
2134                 if (!BP_IS_GANG(gbp))
2135                         continue;
2136                 zio_gang_tree_assemble(gio, gbp, &gn->gn_child[g]);
2137         }
2138 }
2139
2140 static void
2141 zio_gang_tree_issue(zio_t *pio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp, abd_t *data,
2142     uint64_t offset)
2143 {
2144         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
2145         zio_t *zio;
2146
2147         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) == !!gn);
2148         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == BP_GET_CHECKSUM(gio->io_bp));
2149         ASSERT(BP_GET_LSIZE(bp) == BP_GET_PSIZE(bp) || gn == gio->io_gang_tree);
2150
2151         /*
2152          * If you're a gang header, your data is in gn->gn_gbh.
2153          * If you're a gang member, your data is in 'data' and gn == NULL.
2154          */
2155         zio = zio_gang_issue_func[gio->io_type](pio, bp, gn, data, offset);
2156
2157         if (gn != NULL) {
2158                 ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
2159
2160                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
2161                         blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
2162                         if (BP_IS_HOLE(gbp))
2163                                 continue;
2164                         zio_gang_tree_issue(zio, gn->gn_child[g], gbp, data,
2165                             offset);
2166                         offset += BP_GET_PSIZE(gbp);
2167                 }
2168         }
2169
2170         if (gn == gio->io_gang_tree && gio->io_abd != NULL)
2171                 ASSERT3U(gio->io_size, ==, offset);
2172
2173         if (zio != pio)
2174                 zio_nowait(zio);
2175 }
2176
2177 static int
2178 zio_gang_assemble(zio_t *zio)
2179 {
2180         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2181
2182         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == NULL);
2183         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2184
2185         zio->io_gang_leader = zio;
2186
2187         zio_gang_tree_assemble(zio, bp, &zio->io_gang_tree);
2188
2189         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2190 }
2191
2192 static int
2193 zio_gang_issue(zio_t *zio)
2194 {
2195         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2196
2197         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE))
2198                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2199
2200         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == zio);
2201         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2202
2203         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_GANG] == 0)
2204                 zio_gang_tree_issue(zio, zio->io_gang_tree, bp, zio->io_abd,
2205                     0);
2206         else
2207                 zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
2208
2209         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2210
2211         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2212 }
2213
2214 static void
2215 zio_write_gang_member_ready(zio_t *zio)
2216 {
2217         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
2218         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
2219         dva_t *cdva = zio->io_bp->blk_dva;
2220         dva_t *pdva = pio->io_bp->blk_dva;
2221         uint64_t asize;
2222
2223         if (BP_IS_HOLE(zio->io_bp))
2224                 return;
2225
2226         ASSERT(BP_IS_HOLE(&zio->io_bp_orig));
2227
2228         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG);
2229         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, ==, gio->io_prop.zp_copies);
2230         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
2231         ASSERT3U(pio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
2232         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(zio->io_bp), <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
2233
2234         mutex_enter(&pio->io_lock);
2235         for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(zio->io_bp); d++) {
2236                 ASSERT(DVA_GET_GANG(&pdva[d]));
2237                 asize = DVA_GET_ASIZE(&pdva[d]);
2238                 asize += DVA_GET_ASIZE(&cdva[d]);
2239                 DVA_SET_ASIZE(&pdva[d], asize);
2240         }
2241         mutex_exit(&pio->io_lock);
2242 }
2243
2244 static void
2245 zio_write_gang_done(zio_t *zio)
2246 {
2247         abd_put(zio->io_abd);
2248 }
2249
2250 static int
2251 zio_write_gang_block(zio_t *pio)
2252 {
2253         spa_t *spa = pio->io_spa;
2254         metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(spa);
2255         blkptr_t *bp = pio->io_bp;
2256         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
2257         zio_t *zio;
2258         zio_gang_node_t *gn, **gnpp;
2259         zio_gbh_phys_t *gbh;
2260         abd_t *gbh_abd;
2261         uint64_t txg = pio->io_txg;
2262         uint64_t resid = pio->io_size;
2263         uint64_t lsize;
2264         int copies = gio->io_prop.zp_copies;
2265         int gbh_copies = MIN(copies + 1, spa_max_replication(spa));
2266         zio_prop_t zp;
2267         int error;
2268
2269         int flags = METASLAB_HINTBP_FAVOR | METASLAB_GANG_HEADER;
2270         if (pio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING) {
2271                 ASSERT(pio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
2272                 ASSERT(!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA));
2273
2274                 flags |= METASLAB_ASYNC_ALLOC;
2275                 VERIFY(refcount_held(&mc->mc_alloc_slots, pio));
2276
2277                 /*
2278                  * The logical zio has already placed a reservation for
2279                  * 'copies' allocation slots but gang blocks may require
2280                  * additional copies. These additional copies
2281                  * (i.e. gbh_copies - copies) are guaranteed to succeed
2282                  * since metaslab_class_throttle_reserve() always allows
2283                  * additional reservations for gang blocks.
2284                  */
2285                 VERIFY(metaslab_class_throttle_reserve(mc, gbh_copies - copies,
2286                     pio, flags));
2287         }
2288
2289         error = metaslab_alloc(spa, mc, SPA_GANGBLOCKSIZE,
2290             bp, gbh_copies, txg, pio == gio ? NULL : gio->io_bp, flags,
2291             &pio->io_alloc_list, pio);
2292         if (error) {
2293                 if (pio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING) {
2294                         ASSERT(pio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
2295                         ASSERT(!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA));
2296
2297                         /*
2298                          * If we failed to allocate the gang block header then
2299                          * we remove any additional allocation reservations that
2300                          * we placed here. The original reservation will
2301                          * be removed when the logical I/O goes to the ready
2302                          * stage.
2303                          */
2304                         metaslab_class_throttle_unreserve(mc,
2305                             gbh_copies - copies, pio);
2306                 }
2307                 pio->io_error = error;
2308                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2309         }
2310
2311         if (pio == gio) {
2312                 gnpp = &gio->io_gang_tree;
2313         } else {
2314                 gnpp = pio->io_private;
2315                 ASSERT(pio->io_ready == zio_write_gang_member_ready);
2316         }
2317
2318         gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
2319         gbh = gn->gn_gbh;
2320         bzero(gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
2321         gbh_abd = abd_get_from_buf(gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
2322
2323         /*
2324          * Create the gang header.
2325          */
2326         zio = zio_rewrite(pio, spa, txg, bp, gbh_abd, SPA_GANGBLOCKSIZE,
2327             zio_write_gang_done, NULL, pio->io_priority,
2328             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
2329
2330         /*
2331          * Create and nowait the gang children.
2332          */
2333         for (int g = 0; resid != 0; resid -= lsize, g++) {
2334                 lsize = P2ROUNDUP(resid / (SPA_GBH_NBLKPTRS - g),
2335                     SPA_MINBLOCKSIZE);
2336                 ASSERT(lsize >= SPA_MINBLOCKSIZE && lsize <= resid);
2337
2338                 zp.zp_checksum = gio->io_prop.zp_checksum;
2339                 zp.zp_compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
2340                 zp.zp_type = DMU_OT_NONE;
2341                 zp.zp_level = 0;
2342                 zp.zp_copies = gio->io_prop.zp_copies;
2343                 zp.zp_dedup = B_FALSE;
2344                 zp.zp_dedup_verify = B_FALSE;
2345                 zp.zp_nopwrite = B_FALSE;
2346
2347                 zio_t *cio = zio_write(zio, spa, txg, &gbh->zg_blkptr[g],
2348                     abd_get_offset(pio->io_abd, pio->io_size - resid), lsize,
2349                     lsize, &zp, zio_write_gang_member_ready, NULL, NULL,
2350                     zio_write_gang_done, &gn->gn_child[g], pio->io_priority,
2351                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
2352
2353                 if (pio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING) {
2354                         ASSERT(pio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
2355                         ASSERT(!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA));
2356
2357                         /*
2358                          * Gang children won't throttle but we should
2359                          * account for their work, so reserve an allocation
2360                          * slot for them here.
2361                          */
2362                         VERIFY(metaslab_class_throttle_reserve(mc,
2363                             zp.zp_copies, cio, flags));
2364                 }
2365                 zio_nowait(cio);
2366         }
2367
2368         /*
2369          * Set pio's pipeline to just wait for zio to finish.
2370          */
2371         pio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2372
2373         zio_nowait(zio);
2374
2375         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2376 }
2377
2378 /*
2379  * The zio_nop_write stage in the pipeline determines if allocating a
2380  * new bp is necessary.  The nopwrite feature can handle writes in
2381  * either syncing or open context (i.e. zil writes) and as a result is
2382  * mutually exclusive with dedup.
2383  *
2384  * By leveraging a cryptographically secure checksum, such as SHA256, we
2385  * can compare the checksums of the new data and the old to determine if
2386  * allocating a new block is required.  Note that our requirements for
2387  * cryptographic strength are fairly weak: there can't be any accidental
2388  * hash collisions, but we don't need to be secure against intentional
2389  * (malicious) collisions.  To trigger a nopwrite, you have to be able
2390  * to write the file to begin with, and triggering an incorrect (hash
2391  * collision) nopwrite is no worse than simply writing to the file.
2392  * That said, there are no known attacks against the checksum algorithms
2393  * used for nopwrite, assuming that the salt and the checksums
2394  * themselves remain secret.
2395  */
2396 static int
2397 zio_nop_write(zio_t *zio)
2398 {
2399         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2400         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
2401         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2402
2403         ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
2404         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
2405         ASSERT(zp->zp_nopwrite);
2406         ASSERT(!zp->zp_dedup);
2407         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2408         ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
2409
2410         /*
2411          * Check to see if the original bp and the new bp have matching
2412          * characteristics (i.e. same checksum, compression algorithms, etc).
2413          * If they don't then just continue with the pipeline which will
2414          * allocate a new bp.
2415          */
2416         if (BP_IS_HOLE(bp_orig) ||
2417             !(zio_checksum_table[BP_GET_CHECKSUM(bp)].ci_flags &
2418             ZCHECKSUM_FLAG_NOPWRITE) ||
2419             BP_GET_CHECKSUM(bp) != BP_GET_CHECKSUM(bp_orig) ||
2420             BP_GET_COMPRESS(bp) != BP_GET_COMPRESS(bp_orig) ||
2421             BP_GET_DEDUP(bp) != BP_GET_DEDUP(bp_orig) ||
2422             zp->zp_copies != BP_GET_NDVAS(bp_orig))
2423                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2424
2425         /*
2426          * If the checksums match then reset the pipeline so that we
2427          * avoid allocating a new bp and issuing any I/O.
2428          */
2429         if (ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, bp_orig->blk_cksum)) {
2430                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_flags &
2431                     ZCHECKSUM_FLAG_NOPWRITE);
2432                 ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(bp), ==, BP_GET_PSIZE(bp_orig));
2433                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(bp), ==, BP_GET_LSIZE(bp_orig));
2434                 ASSERT(zp->zp_compress != ZIO_COMPRESS_OFF);
2435                 ASSERT(bcmp(&bp->blk_prop, &bp_orig->blk_prop,
2436                     sizeof (uint64_t)) == 0);
2437
2438                 *bp = *bp_orig;
2439                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2440                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
2441         }
2442
2443         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2444 }
2445
2446 /*
2447  * ==========================================================================
2448  * Dedup
2449  * ==========================================================================
2450  */
2451 static void
2452 zio_ddt_child_read_done(zio_t *zio)
2453 {
2454         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2455         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2456         ddt_phys_t *ddp;
2457         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
2458
2459         mutex_enter(&pio->io_lock);
2460         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2461         if (zio->io_error == 0)
2462                 ddt_phys_clear(ddp);    /* this ddp doesn't need repair */
2463
2464         if (zio->io_error == 0 && dde->dde_repair_abd == NULL)
2465                 dde->dde_repair_abd = zio->io_abd;
2466         else
2467                 abd_free(zio->io_abd);
2468         mutex_exit(&pio->io_lock);
2469 }
2470
2471 static int
2472 zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
2473 {
2474         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2475
2476         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2477         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
2478         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2479
2480         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
2481                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2482                 ddt_entry_t *dde = ddt_repair_start(ddt, bp);
2483                 ddt_phys_t *ddp = dde->dde_phys;
2484                 ddt_phys_t *ddp_self = ddt_phys_select(dde, bp);
2485                 blkptr_t blk;
2486
2487                 ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
2488                 zio->io_vsd = dde;
2489
2490                 if (ddp_self == NULL)
2491                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2492
2493                 for (int p = 0; p < DDT_PHYS_TYPES; p++, ddp++) {
2494                         if (ddp->ddp_phys_birth == 0 || ddp == ddp_self)
2495                                 continue;
2496                         ddt_bp_create(ddt->ddt_checksum, &dde->dde_key, ddp,
2497                             &blk);
2498                         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, &blk,
2499                             abd_alloc_for_io(zio->io_size, B_TRUE),
2500                             zio->io_size, zio_ddt_child_read_done, dde,
2501                             zio->io_priority, ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio) |
2502                             ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE, &zio->io_bookmark));
2503                 }
2504                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2505         }
2506
2507         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, bp,
2508             zio->io_abd, zio->io_size, NULL, NULL, zio->io_priority,
2509             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark));
2510
2511         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2512 }
2513
2514 static int
2515 zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
2516 {
2517         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2518
2519         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE))
2520                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2521
2522         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2523         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
2524         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2525
2526         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
2527                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2528                 ddt_entry_t *dde = zio->io_vsd;
2529                 if (ddt == NULL) {
2530                         ASSERT(spa_load_state(zio->io_spa) != SPA_LOAD_NONE);
2531                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2532                 }
2533                 if (dde == NULL) {
2534                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_DDT_READ_START >> 1;
2535                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
2536                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2537                 }
2538                 if (dde->dde_repair_abd != NULL) {
2539                         abd_copy(zio->io_abd, dde->dde_repair_abd,
2540                             zio->io_size);
2541                         zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT] = 0;
2542                 }
2543                 ddt_repair_done(ddt, dde);
2544                 zio->io_vsd = NULL;
2545         }
2546
2547         ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
2548
2549         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2550 }
2551
2552 static boolean_t
2553 zio_ddt_collision(zio_t *zio, ddt_t *ddt, ddt_entry_t *dde)
2554 {
2555         spa_t *spa = zio->io_spa;
2556         boolean_t do_raw = (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW);
2557
2558         /* We should never get a raw, override zio */
2559         ASSERT(!(zio->io_bp_override && do_raw));
2560
2561         /*
2562          * Note: we compare the original data, not the transformed data,
2563          * because when zio->io_bp is an override bp, we will not have
2564          * pushed the I/O transforms.  That's an important optimization
2565          * because otherwise we'd compress/encrypt all dmu_sync() data twice.
2566          */
2567         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2568                 zio_t *lio = dde->dde_lead_zio[p];
2569
2570                 if (lio != NULL) {
2571                         return (lio->io_orig_size != zio->io_orig_size ||
2572                             abd_cmp(zio->io_orig_abd, lio->io_orig_abd,
2573                             zio->io_orig_size) != 0);
2574                 }
2575         }
2576
2577         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2578                 ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2579
2580                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0) {
2581                         arc_buf_t *abuf = NULL;
2582                         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_WAIT;
2583                         int zio_flags = ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
2584                         blkptr_t blk = *zio->io_bp;
2585                         int error;
2586
2587                         ddt_bp_fill(ddp, &blk, ddp->ddp_phys_birth);
2588
2589                         ddt_exit(ddt);
2590
2591                         /*
2592                          * Intuitively, it would make more sense to compare
2593                          * io_abd than io_orig_abd in the raw case since you
2594                          * don't want to look at any transformations that have
2595                          * happened to the data. However, for raw I/Os the
2596                          * data will actually be the same in io_abd and
2597                          * io_orig_abd, so all we have to do is issue this as
2598                          * a raw ARC read.
2599                          */
2600                         if (do_raw) {
2601                                 zio_flags |= ZIO_FLAG_RAW;
2602                                 ASSERT3U(zio->io_size, ==, zio->io_orig_size);
2603                                 ASSERT0(abd_cmp(zio->io_abd, zio->io_orig_abd,
2604                                     zio->io_size));
2605                                 ASSERT3P(zio->io_transform_stack, ==, NULL);
2606                         }
2607
2608                         error = arc_read(NULL, spa, &blk,
2609                             arc_getbuf_func, &abuf, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
2610                             zio_flags, &aflags, &zio->io_bookmark);
2611
2612                         if (error == 0) {
2613                                 if (arc_buf_size(abuf) != zio->io_orig_size ||
2614                                     abd_cmp_buf(zio->io_orig_abd, abuf->b_data,
2615                                     zio->io_orig_size) != 0)
2616                                         error = SET_ERROR(EEXIST);
2617                                 arc_buf_destroy(abuf, &abuf);
2618                         }
2619
2620                         ddt_enter(ddt);
2621                         return (error != 0);
2622                 }
2623         }
2624
2625         return (B_FALSE);
2626 }
2627
2628 static void
2629 zio_ddt_child_write_ready(zio_t *zio)
2630 {
2631         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2632         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2633         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2634         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2635         zio_t *pio;
2636
2637         if (zio->io_error)
2638                 return;
2639
2640         ddt_enter(ddt);
2641
2642         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2643
2644         ddt_phys_fill(ddp, zio->io_bp);
2645
2646         zio_link_t *zl = NULL;
2647         while ((pio = zio_walk_parents(zio, &zl)) != NULL)
2648                 ddt_bp_fill(ddp, pio->io_bp, zio->io_txg);
2649
2650         ddt_exit(ddt);
2651 }
2652
2653 static void
2654 zio_ddt_child_write_done(zio_t *zio)
2655 {
2656         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2657         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2658         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2659         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2660
2661         ddt_enter(ddt);
2662
2663         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2664         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2665         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2666
2667         if (zio->io_error == 0) {
2668                 zio_link_t *zl = NULL;
2669                 while (zio_walk_parents(zio, &zl) != NULL)
2670                         ddt_phys_addref(ddp);
2671         } else {
2672                 ddt_phys_clear(ddp);
2673         }
2674
2675         ddt_exit(ddt);
2676 }
2677
2678 static void
2679 zio_ddt_ditto_write_done(zio_t *zio)
2680 {
2681         int p = DDT_PHYS_DITTO;
2682         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2683         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2684         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2685         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2686         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2687         ddt_key_t *ddk = &dde->dde_key;
2688
2689         ddt_enter(ddt);
2690
2691         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2692         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2693         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2694
2695         if (zio->io_error == 0) {
2696                 ASSERT(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, ddk->ddk_cksum));
2697                 ASSERT(zp->zp_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2698                 ASSERT(zp->zp_copies == BP_GET_NDVAS(bp) - BP_IS_GANG(bp));
2699                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2700                         ddt_phys_free(ddt, ddk, ddp, zio->io_txg);
2701                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2702         }
2703
2704         ddt_exit(ddt);
2705 }
2706
2707 static int
2708 zio_ddt_write(zio_t *zio)
2709 {
2710         spa_t *spa = zio->io_spa;
2711         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2712         uint64_t txg = zio->io_txg;
2713         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2714         int p = zp->zp_copies;
2715         int ditto_copies;
2716         zio_t *cio = NULL;
2717         zio_t *dio = NULL;
2718         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2719         ddt_entry_t *dde;
2720         ddt_phys_t *ddp;
2721
2722         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2723         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum);
2724         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp) || zio->io_bp_override);
2725         ASSERT(!(zio->io_bp_override && (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW)));
2726
2727         ddt_enter(ddt);
2728         dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2729         ddp = &dde->dde_phys[p];
2730
2731         if (zp->zp_dedup_verify && zio_ddt_collision(zio, ddt, dde)) {
2732                 /*
2733                  * If we're using a weak checksum, upgrade to a strong checksum
2734                  * and try again.  If we're already using a strong checksum,
2735                  * we can't resolve it, so just convert to an ordinary write.
2736                  * (And automatically e-mail a paper to Nature?)
2737                  */
2738                 if (!(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_flags &
2739                     ZCHECKSUM_FLAG_DEDUP)) {
2740                         zp->zp_checksum = spa_dedup_checksum(spa);
2741                         zio_pop_transforms(zio);
2742                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2743                         BP_ZERO(bp);
2744                 } else {
2745                         zp->zp_dedup = B_FALSE;
2746                         BP_SET_DEDUP(bp, B_FALSE);
2747                 }
2748                 ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp));
2749                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2750                 ddt_exit(ddt);
2751                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2752         }
2753
2754         ditto_copies = ddt_ditto_copies_needed(ddt, dde, ddp);
2755         ASSERT(ditto_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2756
2757         if (ditto_copies > ddt_ditto_copies_present(dde) &&
2758             dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] == NULL) {
2759                 zio_prop_t czp = *zp;
2760
2761                 czp.zp_copies = ditto_copies;
2762
2763                 /*
2764                  * If we arrived here with an override bp, we won't have run
2765                  * the transform stack, so we won't have the data we need to
2766                  * generate a child i/o.  So, toss the override bp and restart.
2767                  * This is safe, because using the override bp is just an
2768                  * optimization; and it's rare, so the cost doesn't matter.
2769                  */
2770                 if (zio->io_bp_override) {
2771                         zio_pop_transforms(zio);
2772                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2773                         zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2774                         zio->io_bp_override = NULL;
2775                         BP_ZERO(bp);
2776                         ddt_exit(ddt);
2777                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2778                 }
2779
2780                 dio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_abd,
2781                     zio->io_orig_size, zio->io_orig_size, &czp, NULL, NULL,
2782                     NULL, zio_ddt_ditto_write_done, dde, zio->io_priority,
2783                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2784
2785                 zio_push_transform(dio, zio->io_abd, zio->io_size, 0, NULL);
2786                 dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] = dio;
2787         }
2788
2789         if (ddp->ddp_phys_birth != 0 || dde->dde_lead_zio[p] != NULL) {
2790                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2791                         ddt_bp_fill(ddp, bp, txg);
2792                 if (dde->dde_lead_zio[p] != NULL)
2793                         zio_add_child(zio, dde->dde_lead_zio[p]);
2794                 else
2795                         ddt_phys_addref(ddp);
2796         } else if (zio->io_bp_override) {
2797                 ASSERT(bp->blk_birth == txg);
2798                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, zio->io_bp_override));
2799                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2800                 ddt_phys_addref(ddp);
2801         } else {
2802                 cio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_abd,
2803                     zio->io_orig_size, zio->io_orig_size, zp,
2804                     zio_ddt_child_write_ready, NULL, NULL,
2805                     zio_ddt_child_write_done, dde, zio->io_priority,
2806                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2807
2808                 zio_push_transform(cio, zio->io_abd, zio->io_size, 0, NULL);
2809                 dde->dde_lead_zio[p] = cio;
2810         }
2811
2812         ddt_exit(ddt);
2813
2814         if (cio)
2815                 zio_nowait(cio);
2816         if (dio)
2817                 zio_nowait(dio);
2818
2819         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2820 }
2821
2822 ddt_entry_t *freedde; /* for debugging */
2823
2824 static int
2825 zio_ddt_free(zio_t *zio)
2826 {
2827         spa_t *spa = zio->io_spa;
2828         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2829         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2830         ddt_entry_t *dde;
2831         ddt_phys_t *ddp;
2832
2833         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2834         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2835
2836         ddt_enter(ddt);
2837         freedde = dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2838         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2839         ddt_phys_decref(ddp);
2840         ddt_exit(ddt);
2841
2842         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2843 }
2844
2845 /*
2846  * ==========================================================================
2847  * Allocate and free blocks
2848  * ==========================================================================
2849  */
2850
2851 static zio_t *
2852 zio_io_to_allocate(spa_t *spa)
2853 {
2854         zio_t *zio;
2855
2856         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa->spa_alloc_lock));
2857
2858         zio = avl_first(&spa->spa_alloc_tree);
2859         if (zio == NULL)
2860                 return (NULL);
2861
2862         ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
2863
2864         /*
2865          * Try to place a reservation for this zio. If we're unable to
2866          * reserve then we throttle.
2867          */
2868         if (!metaslab_class_throttle_reserve(spa_normal_class(spa),
2869             zio->io_prop.zp_copies, zio, 0)) {
2870                 return (NULL);
2871         }
2872
2873         avl_remove(&spa->spa_alloc_tree, zio);
2874         ASSERT3U(zio->io_stage, <, ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE);
2875
2876         return (zio);
2877 }
2878
2879 static int
2880 zio_dva_throttle(zio_t *zio)
2881 {
2882         spa_t *spa = zio->io_spa;
2883         zio_t *nio;
2884
2885         if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE ||
2886             !spa_normal_class(zio->io_spa)->mc_alloc_throttle_enabled ||
2887             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG ||
2888             zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
2889                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2890         }
2891
2892         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2893
2894         ASSERT3U(zio->io_queued_timestamp, >, 0);
2895         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DVA_THROTTLE);
2896
2897         mutex_enter(&spa->spa_alloc_lock);
2898
2899         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2900         avl_add(&spa->spa_alloc_tree, zio);
2901
2902         nio = zio_io_to_allocate(zio->io_spa);
2903         mutex_exit(&spa->spa_alloc_lock);
2904
2905         if (nio == zio)
2906                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2907
2908         if (nio != NULL) {
2909                 ASSERT(nio->io_stage == ZIO_STAGE_DVA_THROTTLE);
2910                 /*
2911                  * We are passing control to a new zio so make sure that
2912                  * it is processed by a different thread. We do this to
2913                  * avoid stack overflows that can occur when parents are
2914                  * throttled and children are making progress. We allow
2915                  * it to go to the head of the taskq since it's already
2916                  * been waiting.
2917                  */
2918                 zio_taskq_dispatch(nio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_TRUE);
2919         }
2920         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2921 }
2922
2923 void
2924 zio_allocate_dispatch(spa_t *spa)
2925 {
2926         zio_t *zio;
2927
2928         mutex_enter(&spa->spa_alloc_lock);
2929         zio = zio_io_to_allocate(spa);
2930         mutex_exit(&spa->spa_alloc_lock);
2931         if (zio == NULL)
2932                 return;
2933
2934         ASSERT3U(zio->io_stage, ==, ZIO_STAGE_DVA_THROTTLE);
2935         ASSERT0(zio->io_error);
2936         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_TRUE);
2937 }
2938
2939 static int
2940 zio_dva_allocate(zio_t *zio)
2941 {
2942         spa_t *spa = zio->io_spa;
2943         metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(spa);
2944         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2945         int error;
2946         int flags = 0;
2947
2948         if (zio->io_gang_leader == NULL) {
2949                 ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2950                 zio->io_gang_leader = zio;
2951         }
2952
2953         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
2954         ASSERT0(BP_GET_NDVAS(bp));
2955         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, >, 0);
2956         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, spa_max_replication(spa));
2957         ASSERT3U(zio->io_size, ==, BP_GET_PSIZE(bp));
2958
2959         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
2960                 flags |= METASLAB_DONT_THROTTLE;
2961         }
2962         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD) {
2963                 flags |= METASLAB_GANG_CHILD;
2964         }
2965         if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE) {
2966                 flags |= METASLAB_ASYNC_ALLOC;
2967         }
2968
2969         error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp,
2970             zio->io_prop.zp_copies, zio->io_txg, NULL, flags,
2971             &zio->io_alloc_list, zio);
2972
2973         if (error != 0) {
2974                 spa_dbgmsg(spa, "%s: metaslab allocation failure: zio %p, "
2975                     "size %llu, error %d", spa_name(spa), zio, zio->io_size,
2976                     error);
2977                 if (error == ENOSPC && zio->io_size > SPA_MINBLOCKSIZE)
2978                         return (zio_write_gang_block(zio));
2979                 zio->io_error = error;
2980         }
2981
2982         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2983 }
2984
2985 static int
2986 zio_dva_free(zio_t *zio)
2987 {
2988         metaslab_free(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg, B_FALSE);
2989
2990         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2991 }
2992
2993 static int
2994 zio_dva_claim(zio_t *zio)
2995 {
2996         int error;
2997
2998         error = metaslab_claim(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg);
2999         if (error)
3000                 zio->io_error = error;
3001
3002         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3003 }
3004
3005 /*
3006  * Undo an allocation.  This is used by zio_done() when an I/O fails
3007  * and we want to give back the block we just allocated.
3008  * This handles both normal blocks and gang blocks.
3009  */
3010 static void
3011 zio_dva_unallocate(zio_t *zio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp)
3012 {
3013         ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
3014         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
3015
3016         if (!BP_IS_HOLE(bp))
3017                 metaslab_free(zio->io_spa, bp, bp->blk_birth, B_TRUE);
3018
3019         if (gn != NULL) {
3020                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
3021                         zio_dva_unallocate(zio, gn->gn_child[g],
3022                             &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g]);
3023                 }
3024         }
3025 }
3026
3027 /*
3028  * Try to allocate an intent log block.  Return 0 on success, errno on failure.
3029  */
3030 int
3031 zio_alloc_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *new_bp, blkptr_t *old_bp,
3032     uint64_t size, boolean_t *slog)
3033 {
3034         int error = 1;
3035         zio_alloc_list_t io_alloc_list;
3036
3037         ASSERT(txg > spa_syncing_txg(spa));
3038
3039         metaslab_trace_init(&io_alloc_list);
3040         error = metaslab_alloc(spa, spa_log_class(spa), size, new_bp, 1,
3041             txg, old_bp, METASLAB_HINTBP_AVOID, &io_alloc_list, NULL);
3042         if (error == 0) {
3043                 *slog = TRUE;
3044         } else {
3045                 error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), size,
3046                     new_bp, 1, txg, old_bp, METASLAB_HINTBP_AVOID,
3047                     &io_alloc_list, NULL);
3048                 if (error == 0)
3049                         *slog = FALSE;
3050         }
3051         metaslab_trace_fini(&io_alloc_list);
3052
3053         if (error == 0) {
3054                 BP_SET_LSIZE(new_bp, size);
3055                 BP_SET_PSIZE(new_bp, size);
3056                 BP_SET_COMPRESS(new_bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
3057                 BP_SET_CHECKSUM(new_bp,
3058                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_SLIM_ZIL
3059                     ? ZIO_CHECKSUM_ZILOG2 : ZIO_CHECKSUM_ZILOG);
3060                 BP_SET_TYPE(new_bp, DMU_OT_INTENT_LOG);
3061                 BP_SET_LEVEL(new_bp, 0);
3062                 BP_SET_DEDUP(new_bp, 0);
3063                 BP_SET_BYTEORDER(new_bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
3064         } else {
3065                 zfs_dbgmsg("%s: zil block allocation failure: "
3066                     "size %llu, error %d", spa_name(spa), size, error);
3067         }
3068
3069         return (error);
3070 }
3071
3072 /*
3073  * Free an intent log block.
3074  */
3075 void
3076 zio_free_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp)
3077 {
3078         ASSERT(BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_INTENT_LOG);
3079         ASSERT(!BP_IS_GANG(bp));
3080
3081         zio_free(spa, txg, bp);
3082 }
3083
3084 /*
3085  * ==========================================================================
3086  * Read, write and delete to physical devices
3087  * ==========================================================================
3088  */
3089
3090
3091 /*
3092  * Issue an I/O to the underlying vdev. Typically the issue pipeline
3093  * stops after this stage and will resume upon I/O completion.
3094  * However, there are instances where the vdev layer may need to
3095  * continue the pipeline when an I/O was not issued. Since the I/O
3096  * that was sent to the vdev layer might be different than the one
3097  * currently active in the pipeline (see vdev_queue_io()), we explicitly
3098  * force the underlying vdev layers to call either zio_execute() or
3099  * zio_interrupt() to ensure that the pipeline continues with the correct I/O.
3100  */
3101 static int
3102 zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
3103 {
3104         vdev_t *vd = zio->io_vd;
3105         uint64_t align;
3106         spa_t *spa = zio->io_spa;
3107         int ret;
3108
3109         ASSERT(zio->io_error == 0);
3110         ASSERT(zio->io_child_error[ZIO_CHILD_VDEV] == 0);
3111
3112         if (vd == NULL) {
3113                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
3114                         spa_config_enter(spa, SCL_ZIO, zio, RW_READER);
3115
3116                 /*
3117                  * The mirror_ops handle multiple DVAs in a single BP.
3118                  */
3119                 vdev_mirror_ops.vdev_op_io_start(zio);
3120                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3121         }
3122
3123         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE &&
3124             zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW) {
3125                 trim_map_free(vd, zio->io_offset, zio->io_size, zio->io_txg);
3126                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3127         }
3128
3129         ASSERT3P(zio->io_logical, !=, zio);
3130
3131         /*
3132          * We keep track of time-sensitive I/Os so that the scan thread
3133          * can quickly react to certain workloads.  In particular, we care
3134          * about non-scrubbing, top-level reads and writes with the following
3135          * characteristics:
3136          *      - synchronous writes of user data to non-slog devices
3137          *      - any reads of user data
3138          * When these conditions are met, adjust the timestamp of spa_last_io
3139          * which allows the scan thread to adjust its workload accordingly.
3140          */
3141         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) && zio->io_bp != NULL &&
3142             vd == vd->vdev_top && !vd->vdev_islog &&
3143             zio->io_bookmark.zb_objset != DMU_META_OBJSET &&
3144             zio->io_txg != spa_syncing_txg(spa)) {
3145                 uint64_t old = spa->spa_last_io;
3146                 uint64_t new = ddi_get_lbolt64();
3147                 if (old != new)
3148                         (void) atomic_cas_64(&spa->spa_last_io, old, new);
3149         }
3150
3151         align = 1ULL << vd->vdev_top->vdev_ashift;
3152
3153         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL) &&
3154             P2PHASE(zio->io_size, align) != 0) {
3155                 /* Transform logical writes to be a full physical block size. */
3156                 uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
3157                 abd_t *abuf = NULL;
3158                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
3159                     zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
3160                         abuf = abd_alloc_sametype(zio->io_abd, asize);
3161                 ASSERT(vd == vd->vdev_top);
3162                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
3163                         abd_copy(abuf, zio->io_abd, zio->io_size);
3164                         abd_zero_off(abuf, zio->io_size, asize - zio->io_size);
3165                 }
3166                 zio_push_transform(zio, abuf, asize, abuf ? asize : 0,
3167                     zio_subblock);
3168         }
3169
3170         /*
3171          * If this is not a physical io, make sure that it is properly aligned
3172          * before proceeding.
3173          */
3174         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL)) {
3175                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, align));
3176                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, align));
3177         } else {
3178                 /*
3179                  * For the physical io we allow alignment
3180                  * to a logical block size.
3181                  */
3182                 uint64_t log_align =
3183                     1ULL << vd->vdev_top->vdev_logical_ashift;
3184                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, log_align));
3185                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, log_align));
3186         }
3187
3188         VERIFY(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || spa_writeable(spa));
3189
3190         /*
3191          * If this is a repair I/O, and there's no self-healing involved --
3192          * that is, we're just resilvering what we expect to resilver --
3193          * then don't do the I/O unless zio's txg is actually in vd's DTL.
3194          * This prevents spurious resilvering with nested replication.
3195          * For example, given a mirror of mirrors, (A+B)+(C+D), if only
3196          * A is out of date, we'll read from C+D, then use the data to
3197          * resilver A+B -- but we don't actually want to resilver B, just A.
3198          * The top-level mirror has no way to know this, so instead we just
3199          * discard unnecessary repairs as we work our way down the vdev tree.
3200          * The same logic applies to any form of nested replication:
3201          * ditto + mirror, RAID-Z + replacing, etc.  This covers them all.
3202          */
3203         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
3204             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SELF_HEAL) &&
3205             zio->io_txg != 0 && /* not a delegated i/o */
3206             !vdev_dtl_contains(vd, DTL_PARTIAL, zio->io_txg, 1)) {
3207                 ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
3208                 zio_vdev_io_bypass(zio);
3209                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3210         }
3211
3212         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3213                 switch (zio->io_type) {
3214                 case ZIO_TYPE_READ:
3215                         if (vdev_cache_read(zio))
3216                                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3217                         /* FALLTHROUGH */
3218                 case ZIO_TYPE_WRITE:
3219                 case ZIO_TYPE_FREE:
3220                         if ((zio = vdev_queue_io(zio)) == NULL)
3221                                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3222
3223                         if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
3224                                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
3225                                 zio_interrupt(zio);
3226                                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3227                         }
3228                         break;
3229                 }
3230                 /*
3231                  * Note that we ignore repair writes for TRIM because they can
3232                  * conflict with normal writes. This isn't an issue because, by
3233                  * definition, we only repair blocks that aren't freed.
3234                  */
3235                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
3236                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
3237                     !trim_map_write_start(zio))
3238                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3239         }
3240
3241         vd->vdev_ops->vdev_op_io_start(zio);
3242         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3243 }
3244
3245 static int
3246 zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
3247 {
3248         vdev_t *vd = zio->io_vd;
3249         vdev_ops_t *ops = vd ? vd->vdev_ops : &vdev_mirror_ops;
3250         boolean_t unexpected_error = B_FALSE;
3251
3252         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
3253                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3254
3255         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
3256             zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE || zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE);
3257
3258         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
3259             (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE ||
3260             zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE)) {
3261
3262                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
3263                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR))
3264                         trim_map_write_done(zio);
3265
3266                 vdev_queue_io_done(zio);
3267
3268                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
3269                         vdev_cache_write(zio);
3270
3271                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
3272                         zio->io_error = zio_handle_device_injection(vd,
3273                             zio, EIO);
3274
3275                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
3276                         zio->io_error = zio_handle_label_injection(zio, EIO);
3277
3278                 if (zio->io_error) {
3279                         if (zio->io_error == ENOTSUP &&
3280                             zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) {
3281                                 /* Not all devices support TRIM. */
3282                         } else if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
3283                                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
3284                         } else {
3285                                 unexpected_error = B_TRUE;
3286                         }
3287                 }
3288         }
3289
3290         ops->vdev_op_io_done(zio);
3291
3292         if (unexpected_error)
3293                 VERIFY(vdev_probe(vd, zio) == NULL);
3294
3295         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3296 }
3297
3298 /*
3299  * For non-raidz ZIOs, we can just copy aside the bad data read from the
3300  * disk, and use that to finish the checksum ereport later.
3301  */
3302 static void
3303 zio_vsd_default_cksum_finish(zio_cksum_report_t *zcr,
3304     const void *good_buf)
3305 {
3306         /* no processing needed */
3307         zfs_ereport_finish_checksum(zcr, good_buf, zcr->zcr_cbdata, B_FALSE);
3308 }
3309
3310 /*ARGSUSED*/
3311 void
3312 zio_vsd_default_cksum_report(zio_t *zio, zio_cksum_report_t *zcr, void *ignored)
3313 {
3314         void *buf = zio_buf_alloc(zio->io_size);
3315
3316         abd_copy_to_buf(buf, zio->io_abd, zio->io_size);
3317
3318         zcr->zcr_cbinfo = zio->io_size;
3319         zcr->zcr_cbdata = buf;
3320         zcr->zcr_finish = zio_vsd_default_cksum_finish;
3321         zcr->zcr_free = zio_buf_free;
3322 }
3323
3324 static int
3325 zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
3326 {
3327         vdev_t *vd = zio->io_vd;
3328
3329         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
3330                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3331
3332         if (vd == NULL && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
3333                 spa_config_exit(zio->io_spa, SCL_ZIO, zio);
3334
3335         if (zio->io_vsd != NULL) {
3336                 zio->io_vsd_ops->vsd_free(zio);
3337                 zio->io_vsd = NULL;
3338         }
3339
3340         if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
3341                 zio->io_error = zio_handle_fault_injection(zio, EIO);
3342
3343         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE &&
3344             zio->io_priority != ZIO_PRIORITY_NOW) {
3345                 switch (zio->io_error) {
3346                 case 0:
3347                         ZIO_TRIM_STAT_INCR(bytes, zio->io_size);
3348                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(success);
3349                         break;
3350                 case EOPNOTSUPP:
3351                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(unsupported);
3352                         break;
3353                 default:
3354                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(failed);
3355                         break;
3356                 }
3357         }
3358
3359         /*
3360          * If the I/O failed, determine whether we should attempt to retry it.
3361          *
3362          * On retry, we cut in line in the issue queue, since we don't want
3363          * compression/checksumming/etc. work to prevent our (cheap) IO reissue.
3364          */
3365         if (zio->io_error && vd == NULL &&
3366             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_IO_RETRY))) {
3367                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_QUEUE)); /* not a leaf */
3368                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_BYPASS));  /* not a leaf */
3369                 zio->io_error = 0;
3370                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_RETRY |
3371                     ZIO_FLAG_DONT_CACHE | ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE;
3372                 zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1;
3373                 zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE,
3374                     zio_requeue_io_start_cut_in_line);
3375                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3376         }
3377
3378         /*
3379          * If we got an error on a leaf device, convert it to ENXIO
3380          * if the device is not accessible at all.
3381          */
3382         if (zio->io_error && vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
3383             !vdev_accessible(vd, zio))
3384                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
3385
3386         /*
3387          * If we can't write to an interior vdev (mirror or RAID-Z),
3388          * set vdev_cant_write so that we stop trying to allocate from it.
3389          */
3390         if (zio->io_error == ENXIO && zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
3391             vd != NULL && !vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3392                 vd->vdev_cant_write = B_TRUE;
3393         }
3394
3395         /*
3396          * If a cache flush returns ENOTSUP or ENOTTY, we know that no future
3397          * attempts will ever succeed. In this case we set a persistent bit so
3398          * that we don't bother with it in the future.
3399          */
3400         if ((zio->io_error == ENOTSUP || zio->io_error == ENOTTY) &&
3401             zio->io_type == ZIO_TYPE_IOCTL &&
3402             zio->io_cmd == DKIOCFLUSHWRITECACHE && vd != NULL)
3403                 vd->vdev_nowritecache = B_TRUE;
3404
3405         if (zio->io_error)
3406                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
3407
3408         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
3409             zio->io_physdone != NULL) {
3410                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DELEGATED));
3411                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_VDEV);
3412                 zio->io_physdone(zio->io_logical);
3413         }
3414
3415         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3416 }
3417
3418 void
3419 zio_vdev_io_reissue(zio_t *zio)
3420 {
3421         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
3422         ASSERT(zio->io_error == 0);
3423
3424         zio->io_stage >>= 1;
3425 }
3426
3427 void
3428 zio_vdev_io_redone(zio_t *zio)
3429 {
3430         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE);
3431
3432         zio->io_stage >>= 1;
3433 }
3434
3435 void
3436 zio_vdev_io_bypass(zio_t *zio)
3437 {
3438         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
3439         ASSERT(zio->io_error == 0);
3440
3441         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_BYPASS;
3442         zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS >> 1;
3443 }
3444
3445 /*
3446  * ==========================================================================
3447  * Generate and verify checksums
3448  * ==========================================================================
3449  */
3450 static int
3451 zio_checksum_generate(zio_t *zio)
3452 {
3453         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3454         enum zio_checksum checksum;
3455
3456         if (bp == NULL) {
3457                 /*
3458                  * This is zio_write_phys().
3459                  * We're either generating a label checksum, or none at all.
3460                  */
3461                 checksum = zio->io_prop.zp_checksum;
3462
3463                 if (checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
3464                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3465
3466                 ASSERT(checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
3467         } else {
3468                 if (BP_IS_GANG(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG) {
3469                         ASSERT(!IO_IS_ALLOCATING(zio));
3470                         checksum = ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER;
3471                 } else {
3472                         checksum = BP_GET_CHECKSUM(bp);
3473                 }
3474         }
3475
3476         zio_checksum_compute(zio, checksum, zio->io_abd, zio->io_size);
3477
3478         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3479 }
3480
3481 static int
3482 zio_checksum_verify(zio_t *zio)
3483 {
3484         zio_bad_cksum_t info;
3485         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3486         int error;
3487
3488         ASSERT(zio->io_vd != NULL);
3489
3490         if (bp == NULL) {
3491                 /*
3492                  * This is zio_read_phys().
3493                  * We're either verifying a label checksum, or nothing at all.
3494                  */
3495                 if (zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
3496                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3497
3498                 ASSERT(zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
3499         }
3500
3501         if ((error = zio_checksum_error(zio, &info)) != 0) {
3502                 zio->io_error = error;
3503                 if (error == ECKSUM &&
3504                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE)) {
3505                         zfs_ereport_start_checksum(zio->io_spa,
3506                             zio->io_vd, zio, zio->io_offset,
3507                             zio->io_size, NULL, &info);
3508                 }
3509         }
3510
3511         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3512 }
3513
3514 /*
3515  * Called by RAID-Z to ensure we don't compute the checksum twice.
3516  */
3517 void
3518 zio_checksum_verified(zio_t *zio)
3519 {
3520         zio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
3521 }
3522
3523 /*
3524  * ==========================================================================
3525  * Error rank.  Error are ranked in the order 0, ENXIO, ECKSUM, EIO, other.
3526  * An error of 0 indicates success.  ENXIO indicates whole-device failure,
3527  * which may be transient (e.g. unplugged) or permament.  ECKSUM and EIO
3528  * indicate errors that are specific to one I/O, and most likely permanent.
3529  * Any other error is presumed to be worse because we weren't expecting it.
3530  * ==========================================================================
3531  */
3532 int
3533 zio_worst_error(int e1, int e2)
3534 {
3535         static int zio_error_rank[] = { 0, ENXIO, ECKSUM, EIO };
3536         int r1, r2;
3537
3538         for (r1 = 0; r1 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r1++)
3539                 if (e1 == zio_error_rank[r1])
3540                         break;
3541
3542         for (r2 = 0; r2 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r2++)
3543                 if (e2 == zio_error_rank[r2])
3544                         break;
3545
3546         return (r1 > r2 ? e1 : e2);
3547 }
3548
3549 /*
3550  * ==========================================================================
3551  * I/O completion
3552  * ==========================================================================
3553  */
3554 static int
3555 zio_ready(zio_t *zio)
3556 {
3557         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3558         zio_t *pio, *pio_next;
3559         zio_link_t *zl = NULL;
3560
3561         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
3562             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_READY))
3563                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3564
3565         if (zio->io_ready) {
3566                 ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
3567                 ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp) ||
3568                     (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE));
3569                 ASSERT(zio->io_children[ZIO_CHILD_GANG][ZIO_WAIT_READY] == 0);
3570
3571                 zio->io_ready(zio);
3572         }
3573
3574         if (bp != NULL && bp != &zio->io_bp_copy)
3575                 zio->io_bp_copy = *bp;
3576
3577         if (zio->io_error != 0) {
3578                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
3579
3580                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING) {
3581                         ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
3582                         ASSERT(zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
3583                         /*
3584                          * We were unable to allocate anything, unreserve and
3585                          * issue the next I/O to allocate.
3586                          */
3587                         metaslab_class_throttle_unreserve(
3588                             spa_normal_class(zio->io_spa),
3589                             zio->io_prop.zp_copies, zio);
3590                         zio_allocate_dispatch(zio->io_spa);
3591                 }
3592         }
3593
3594         mutex_enter(&zio->io_lock);
3595         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = 1;
3596         pio = zio_walk_parents(zio, &zl);
3597         mutex_exit(&zio->io_lock);
3598
3599         /*
3600          * As we notify zio's parents, new parents could be added.
3601          * New parents go to the head of zio's io_parent_list, however,
3602          * so we will (correctly) not notify them.  The remainder of zio's
3603          * io_parent_list, from 'pio_next' onward, cannot change because
3604          * all parents must wait for us to be done before they can be done.
3605          */
3606         for (; pio != NULL; pio = pio_next) {
3607                 pio_next = zio_walk_parents(zio, &zl);
3608                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_READY);
3609         }
3610
3611         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
3612                 if (BP_IS_GANG(bp)) {
3613                         zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_NODATA;
3614                 } else {
3615                         ASSERT((uintptr_t)zio->io_abd < SPA_MAXBLOCKSIZE);
3616                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
3617                 }
3618         }
3619
3620         if (zio_injection_enabled &&
3621             zio->io_spa->spa_syncing_txg == zio->io_txg)
3622                 zio_handle_ignored_writes(zio);
3623
3624         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3625 }
3626
3627 /*
3628  * Update the allocation throttle accounting.
3629  */
3630 static void
3631 zio_dva_throttle_done(zio_t *zio)
3632 {
3633         zio_t *lio = zio->io_logical;
3634         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
3635         vdev_t *vd = zio->io_vd;
3636         int flags = METASLAB_ASYNC_ALLOC;
3637
3638         ASSERT3P(zio->io_bp, !=, NULL);
3639         ASSERT3U(zio->io_type, ==, ZIO_TYPE_WRITE);
3640         ASSERT3U(zio->io_priority, ==, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
3641         ASSERT3U(zio->io_child_type, ==, ZIO_CHILD_VDEV);
3642         ASSERT(vd != NULL);
3643         ASSERT3P(vd, ==, vd->vdev_top);
3644         ASSERT(!(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REPAIR | ZIO_FLAG_IO_RETRY)));
3645         ASSERT(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING);
3646         ASSERT(!(lio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
3647         ASSERT(!(lio->io_orig_flags & ZIO_FLAG_NODATA));
3648
3649         /*
3650          * Parents of gang children can have two flavors -- ones that
3651          * allocated the gang header (will have ZIO_FLAG_IO_REWRITE set)
3652          * and ones that allocated the constituent blocks. The allocation
3653          * throttle needs to know the allocating parent zio so we must find
3654          * it here.
3655          */
3656         if (pio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG) {
3657                 /*
3658                  * If our parent is a rewrite gang child then our grandparent
3659                  * would have been the one that performed the allocation.
3660                  */
3661                 if (pio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE)
3662                         pio = zio_unique_parent(pio);
3663                 flags |= METASLAB_GANG_CHILD;
3664         }
3665
3666         ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(pio));
3667         ASSERT3P(zio, !=, zio->io_logical);
3668         ASSERT(zio->io_logical != NULL);
3669         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR));
3670         ASSERT0(zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE);
3671
3672         mutex_enter(&pio->io_lock);
3673         metaslab_group_alloc_decrement(zio->io_spa, vd->vdev_id, pio, flags);
3674         mutex_exit(&pio->io_lock);
3675
3676         metaslab_class_throttle_unreserve(spa_normal_class(zio->io_spa),
3677             1, pio);
3678
3679         /*
3680          * Call into the pipeline to see if there is more work that
3681          * needs to be done. If there is work to be done it will be
3682          * dispatched to another taskq thread.
3683          */
3684         zio_allocate_dispatch(zio->io_spa);
3685 }
3686
3687 static int
3688 zio_done(zio_t *zio)
3689 {
3690         spa_t *spa = zio->io_spa;
3691         zio_t *lio = zio->io_logical;
3692         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3693         vdev_t *vd = zio->io_vd;
3694         uint64_t psize = zio->io_size;
3695         zio_t *pio, *pio_next;
3696         metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(spa);
3697         zio_link_t *zl = NULL;
3698
3699         /*
3700          * If our children haven't all completed,
3701          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
3702          */
3703         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE) ||
3704             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE) ||
3705             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE) ||
3706             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_DONE))
3707                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3708
3709         /*
3710          * If the allocation throttle is enabled, then update the accounting.
3711          * We only track child I/Os that are part of an allocating async
3712          * write. We must do this since the allocation is performed
3713          * by the logical I/O but the actual write is done by child I/Os.
3714          */
3715         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING &&
3716             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_VDEV) {
3717                 ASSERT(mc->mc_alloc_throttle_enabled);
3718                 zio_dva_throttle_done(zio);
3719         }
3720
3721         /*
3722          * If the allocation throttle is enabled, verify that
3723          * we have decremented the refcounts for every I/O that was throttled.
3724          */
3725         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING) {
3726                 ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
3727                 ASSERT(zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
3728                 ASSERT(bp != NULL);
3729                 metaslab_group_alloc_verify(spa, zio->io_bp, zio);
3730                 VERIFY(refcount_not_held(&mc->mc_alloc_slots, zio));
3731         }
3732
3733         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
3734                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
3735                         ASSERT(zio->io_children[c][w] == 0);
3736
3737         if (bp != NULL && !BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
3738                 ASSERT(bp->blk_pad[0] == 0);
3739                 ASSERT(bp->blk_pad[1] == 0);
3740                 ASSERT(bcmp(bp, &zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t)) == 0 ||
3741                     (bp == zio_unique_parent(zio)->io_bp));
3742                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE && !BP_IS_HOLE(bp) &&
3743                     zio->io_bp_override == NULL &&
3744                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)) {
3745                         ASSERT(!BP_SHOULD_BYTESWAP(bp));
3746                         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(bp));
3747                         ASSERT(BP_COUNT_GANG(bp) == 0 ||
3748                             (BP_COUNT_GANG(bp) == BP_GET_NDVAS(bp)));
3749                 }
3750                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE)
3751                         VERIFY(BP_EQUAL(bp, &zio->io_bp_orig));
3752         }
3753
3754         /*
3755          * If there were child vdev/gang/ddt errors, they apply to us now.
3756          */
3757         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_VDEV);
3758         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_GANG);
3759         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_DDT);
3760
3761         /*
3762          * If the I/O on the transformed data was successful, generate any
3763          * checksum reports now while we still have the transformed data.
3764          */
3765         if (zio->io_error == 0) {
3766                 while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3767                         zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3768                         uint64_t align = zcr->zcr_align;
3769                         uint64_t asize = P2ROUNDUP(psize, align);
3770                         char *abuf = NULL;
3771                         abd_t *adata = zio->io_abd;
3772
3773                         if (asize != psize) {
3774                                 adata = abd_alloc_linear(asize, B_TRUE);
3775                                 abd_copy(adata, zio->io_abd, psize);
3776                                 abd_zero_off(adata, psize, asize - psize);
3777                         }
3778
3779                         if (adata != NULL)
3780                                 abuf = abd_borrow_buf_copy(adata, asize);
3781
3782                         zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3783                         zcr->zcr_next = NULL;
3784                         zcr->zcr_finish(zcr, abuf);
3785                         zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3786
3787                         if (adata != NULL)
3788                                 abd_return_buf(adata, abuf, asize);
3789
3790                         if (asize != psize)
3791                                 abd_free(adata);
3792                 }
3793         }
3794
3795         zio_pop_transforms(zio);        /* note: may set zio->io_error */
3796
3797         vdev_stat_update(zio, psize);
3798
3799         if (zio->io_error) {
3800                 /*
3801                  * If this I/O is attached to a particular vdev,
3802                  * generate an error message describing the I/O failure
3803                  * at the block level.  We ignore these errors if the
3804                  * device is currently unavailable.
3805                  */
3806                 if (zio->io_error != ECKSUM && vd != NULL && !vdev_is_dead(vd))
3807                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO, spa, vd, zio, 0, 0);
3808
3809                 if ((zio->io_error == EIO || !(zio->io_flags &
3810                     (ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))) &&
3811                     zio == lio) {
3812                         /*
3813                          * For logical I/O requests, tell the SPA to log the
3814                          * error and generate a logical data ereport.
3815                          */
3816                         spa_log_error(spa, zio);
3817                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DATA, spa, NULL, zio,
3818                             0, 0);
3819                 }
3820         }
3821
3822         if (zio->io_error && zio == lio) {
3823                 /*
3824                  * Determine whether zio should be reexecuted.  This will
3825                  * propagate all the way to the root via zio_notify_parent().
3826                  */
3827                 ASSERT(vd == NULL && bp != NULL);
3828                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3829
3830                 if (IO_IS_ALLOCATING(zio) &&
3831                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL)) {
3832                         if (zio->io_error != ENOSPC)
3833                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_NOW;
3834                         else
3835                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3836                 }
3837
3838                 if ((zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
3839                     zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) &&
3840                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) &&
3841                     zio->io_error == ENXIO &&
3842                     spa_load_state(spa) == SPA_LOAD_NONE &&
3843                     spa_get_failmode(spa) != ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE)
3844                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3845
3846                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL) && !zio->io_reexecute)
3847                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3848
3849                 /*
3850                  * Here is a possibly good place to attempt to do
3851                  * either combinatorial reconstruction or error correction
3852                  * based on checksums.  It also might be a good place
3853                  * to send out preliminary ereports before we suspend
3854                  * processing.
3855                  */
3856         }
3857
3858         /*
3859          * If there were logical child errors, they apply to us now.
3860          * We defer this until now to avoid conflating logical child
3861          * errors with errors that happened to the zio itself when
3862          * updating vdev stats and reporting FMA events above.
3863          */
3864         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL);
3865
3866         if ((zio->io_error || zio->io_reexecute) &&
3867             IO_IS_ALLOCATING(zio) && zio->io_gang_leader == zio &&
3868             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)))
3869                 zio_dva_unallocate(zio, zio->io_gang_tree, bp);
3870
3871         zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
3872
3873         /*
3874          * Godfather I/Os should never suspend.
3875          */
3876         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3877             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND))
3878                 zio->io_reexecute = 0;
3879
3880         if (zio->io_reexecute) {
3881                 /*
3882                  * This is a logical I/O that wants to reexecute.
3883                  *
3884                  * Reexecute is top-down.  When an i/o fails, if it's not
3885                  * the root, it simply notifies its parent and sticks around.
3886                  * The parent, seeing that it still has children in zio_done(),
3887                  * does the same.  This percolates all the way up to the root.
3888                  * The root i/o will reexecute or suspend the entire tree.
3889                  *
3890                  * This approach ensures that zio_reexecute() honors
3891                  * all the original i/o dependency relationships, e.g.
3892                  * parents not executing until children are ready.
3893                  */
3894                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3895
3896                 zio->io_gang_leader = NULL;
3897
3898                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3899                 zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3900                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3901
3902                 /*
3903                  * "The Godfather" I/O monitors its children but is
3904                  * not a true parent to them. It will track them through
3905                  * the pipeline but severs its ties whenever they get into
3906                  * trouble (e.g. suspended). This allows "The Godfather"
3907                  * I/O to return status without blocking.
3908                  */
3909                 zl = NULL;
3910                 for (pio = zio_walk_parents(zio, &zl); pio != NULL;
3911                     pio = pio_next) {
3912                         zio_link_t *remove_zl = zl;
3913                         pio_next = zio_walk_parents(zio, &zl);
3914
3915                         if ((pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3916                             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND)) {
3917                                 zio_remove_child(pio, zio, remove_zl);
3918                                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3919                         }
3920                 }
3921
3922                 if ((pio = zio_unique_parent(zio)) != NULL) {
3923                         /*
3924                          * We're not a root i/o, so there's nothing to do
3925                          * but notify our parent.  Don't propagate errors
3926                          * upward since we haven't permanently failed yet.
3927                          */
3928                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
3929                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
3930                         zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3931                 } else if (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND) {
3932                         /*
3933                          * We'd fail again if we reexecuted now, so suspend
3934                          * until conditions improve (e.g. device comes online).
3935                          */
3936                         zio_suspend(spa, zio);
3937                 } else {
3938                         /*
3939                          * Reexecution is potentially a huge amount of work.
3940                          * Hand it off to the otherwise-unused claim taskq.
3941                          */
3942 #if defined(illumos) || !defined(_KERNEL)
3943                         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_next == NULL);
3944 #else
3945                         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_task.ta_pending == 0);
3946 #endif
3947                         spa_taskq_dispatch_ent(spa, ZIO_TYPE_CLAIM,
3948                             ZIO_TASKQ_ISSUE, (task_func_t *)zio_reexecute, zio,
3949                             0, &zio->io_tqent);
3950                 }
3951                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3952         }
3953
3954         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
3955         ASSERT(zio->io_reexecute == 0);
3956         ASSERT(zio->io_error == 0 || (zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL));
3957
3958         /*
3959          * Report any checksum errors, since the I/O is complete.
3960          */
3961         while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3962                 zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3963                 zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3964                 zcr->zcr_next = NULL;
3965                 zcr->zcr_finish(zcr, NULL);
3966                 zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3967         }
3968
3969         /*
3970          * It is the responsibility of the done callback to ensure that this
3971          * particular zio is no longer discoverable for adoption, and as
3972          * such, cannot acquire any new parents.
3973          */
3974         if (zio->io_done)
3975                 zio->io_done(zio);
3976
3977         mutex_enter(&zio->io_lock);
3978         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3979         mutex_exit(&zio->io_lock);
3980
3981         zl = NULL;
3982         for (pio = zio_walk_parents(zio, &zl); pio != NULL; pio = pio_next) {
3983                 zio_link_t *remove_zl = zl;
3984                 pio_next = zio_walk_parents(zio, &zl);
3985                 zio_remove_child(pio, zio, remove_zl);
3986                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3987         }
3988
3989         if (zio->io_waiter != NULL) {
3990                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3991                 zio->io_executor = NULL;
3992                 cv_broadcast(&zio->io_cv);
3993                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3994         } else {
3995                 zio_destroy(zio);
3996         }
3997
3998         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3999 }
4000
4001 /*
4002  * ==========================================================================
4003  * I/O pipeline definition
4004  * ==========================================================================
4005  */
4006 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[] = {
4007         NULL,
4008         zio_read_bp_init,
4009         zio_write_bp_init,
4010         zio_free_bp_init,
4011         zio_issue_async,
4012         zio_write_compress,
4013         zio_checksum_generate,
4014         zio_nop_write,
4015         zio_ddt_read_start,
4016         zio_ddt_read_done,
4017         zio_ddt_write,
4018         zio_ddt_free,
4019         zio_gang_assemble,
4020         zio_gang_issue,
4021         zio_dva_throttle,
4022         zio_dva_allocate,
4023         zio_dva_free,
4024         zio_dva_claim,
4025         zio_ready,
4026         zio_vdev_io_start,
4027         zio_vdev_io_done,
4028         zio_vdev_io_assess,
4029         zio_checksum_verify,
4030         zio_done
4031 };
4032
4033
4034
4035
4036 /*
4037  * Compare two zbookmark_phys_t's to see which we would reach first in a
4038  * pre-order traversal of the object tree.
4039  *
4040  * This is simple in every case aside from the meta-dnode object. For all other
4041  * objects, we traverse them in order (object 1 before object 2, and so on).
4042  * However, all of these objects are traversed while traversing object 0, since
4043  * the data it points to is the list of objects.  Thus, we need to convert to a
4044  * canonical representation so we can compare meta-dnode bookmarks to
4045  * non-meta-dnode bookmarks.
4046  *
4047  * We do this by calculating "equivalents" for each field of the zbookmark.
4048  * zbookmarks outside of the meta-dnode use their own object and level, and
4049  * calculate the level 0 equivalent (the first L0 blkid that is contained in the
4050  * blocks this bookmark refers to) by multiplying their blkid by their span
4051  * (the number of L0 blocks contained within one block at their level).
4052  * zbookmarks inside the meta-dnode calculate their object equivalent
4053  * (which is L0equiv * dnodes per data block), use 0 for their L0equiv, and use
4054  * level + 1<<31 (any value larger than a level could ever be) for their level.
4055  * This causes them to always compare before a bookmark in their object
4056  * equivalent, compare appropriately to bookmarks in other objects, and to
4057  * compare appropriately to other bookmarks in the meta-dnode.
4058  */
4059 int
4060 zbookmark_compare(uint16_t dbss1, uint8_t ibs1, uint16_t dbss2, uint8_t ibs2,
4061     const zbookmark_phys_t *zb1, const zbookmark_phys_t *zb2)
4062 {
4063         /*
4064          * These variables represent the "equivalent" values for the zbookmark,
4065          * after converting zbookmarks inside the meta dnode to their
4066          * normal-object equivalents.
4067          */
4068         uint64_t zb1obj, zb2obj;
4069         uint64_t zb1L0, zb2L0;
4070         uint64_t zb1level, zb2level;
4071
4072         if (zb1->zb_object == zb2->zb_object &&
4073             zb1->zb_level == zb2->zb_level &&
4074             zb1->zb_blkid == zb2->zb_blkid)
4075                 return (0);
4076
4077         /*
4078          * BP_SPANB calculates the span in blocks.
4079          */
4080         zb1L0 = (zb1->zb_blkid) * BP_SPANB(ibs1, zb1->zb_level);
4081         zb2L0 = (zb2->zb_blkid) * BP_SPANB(ibs2, zb2->zb_level);
4082
4083         if (zb1->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
4084                 zb1obj = zb1L0 * (dbss1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT - DNODE_SHIFT));
4085                 zb1L0 = 0;
4086                 zb1level = zb1->zb_level + COMPARE_META_LEVEL;
4087         } else {
4088                 zb1obj = zb1->zb_object;
4089                 zb1level = zb1->zb_level;
4090         }
4091
4092         if (zb2->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
4093                 zb2obj = zb2L0 * (dbss2 << (SPA_MINBLOCKSHIFT - DNODE_SHIFT));
4094                 zb2L0 = 0;
4095                 zb2level = zb2->zb_level + COMPARE_META_LEVEL;
4096         } else {
4097                 zb2obj = zb2->zb_object;
4098                 zb2level = zb2->zb_level;
4099         }
4100
4101         /* Now that we have a canonical representation, do the comparison. */
4102         if (zb1obj != zb2obj)
4103                 return (zb1obj < zb2obj ? -1 : 1);
4104         else if (zb1L0 != zb2L0)
4105                 return (zb1L0 < zb2L0 ? -1 : 1);
4106         else if (zb1level != zb2level)
4107                 return (zb1level > zb2level ? -1 : 1);
4108         /*
4109          * This can (theoretically) happen if the bookmarks have the same object
4110          * and level, but different blkids, if the block sizes are not the same.
4111          * There is presently no way to change the indirect block sizes
4112          */
4113         return (0);
4114 }
4115
4116 /*
4117  *  This function checks the following: given that last_block is the place that
4118  *  our traversal stopped last time, does that guarantee that we've visited
4119  *  every node under subtree_root?  Therefore, we can't just use the raw output
4120  *  of zbookmark_compare.  We have to pass in a modified version of
4121  *  subtree_root; by incrementing the block id, and then checking whether
4122  *  last_block is before or equal to that, we can tell whether or not having
4123  *  visited last_block implies that all of subtree_root's children have been
4124  *  visited.
4125  */
4126 boolean_t
4127 zbookmark_subtree_completed(const dnode_phys_t *dnp,
4128     const zbookmark_phys_t *subtree_root, const zbookmark_phys_t *last_block)
4129 {
4130         zbookmark_phys_t mod_zb = *subtree_root;
4131         mod_zb.zb_blkid++;
4132         ASSERT(last_block->zb_level == 0);
4133
4134         /* The objset_phys_t isn't before anything. */
4135         if (dnp == NULL)
4136                 return (B_FALSE);
4137
4138         /*
4139          * We pass in 1ULL << (DNODE_BLOCK_SHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT) for the
4140          * data block size in sectors, because that variable is only used if
4141          * the bookmark refers to a block in the meta-dnode.  Since we don't
4142          * know without examining it what object it refers to, and there's no
4143          * harm in passing in this value in other cases, we always pass it in.
4144          *
4145          * We pass in 0 for the indirect block size shift because zb2 must be
4146          * level 0.  The indirect block size is only used to calculate the span
4147          * of the bookmark, but since the bookmark must be level 0, the span is
4148          * always 1, so the math works out.
4149          *
4150          * If you make changes to how the zbookmark_compare code works, be sure
4151          * to make sure that this code still works afterwards.
4152          */
4153         return (zbookmark_compare(dnp->dn_datablkszsec, dnp->dn_indblkshift,
4154             1ULL << (DNODE_BLOCK_SHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT), 0, &mod_zb,
4155             last_block) <= 0);
4156 }