]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/zio.c
MFV r302644: 6513 partially filled holes lose birth time
[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, 2016 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
45 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
46 SYSCTL_NODE(_vfs_zfs, OID_AUTO, zio, CTLFLAG_RW, 0, "ZFS ZIO");
47 #if defined(__amd64__)
48 static int zio_use_uma = 1;
49 #else
50 static int zio_use_uma = 0;
51 #endif
52 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, use_uma, CTLFLAG_RDTUN, &zio_use_uma, 0,
53     "Use uma(9) for ZIO allocations");
54 static int zio_exclude_metadata = 0;
55 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, exclude_metadata, CTLFLAG_RDTUN, &zio_exclude_metadata, 0,
56     "Exclude metadata buffers from dumps as well");
57
58 zio_trim_stats_t zio_trim_stats = {
59         { "bytes",              KSTAT_DATA_UINT64,
60           "Number of bytes successfully TRIMmed" },
61         { "success",            KSTAT_DATA_UINT64,
62           "Number of successful TRIM requests" },
63         { "unsupported",        KSTAT_DATA_UINT64,
64           "Number of TRIM requests that failed because TRIM is not supported" },
65         { "failed",             KSTAT_DATA_UINT64,
66           "Number of TRIM requests that failed for reasons other than not supported" },
67 };
68
69 static kstat_t *zio_trim_ksp;
70
71 /*
72  * ==========================================================================
73  * I/O type descriptions
74  * ==========================================================================
75  */
76 const char *zio_type_name[ZIO_TYPES] = {
77         "zio_null", "zio_read", "zio_write", "zio_free", "zio_claim",
78         "zio_ioctl"
79 };
80
81 /*
82  * ==========================================================================
83  * I/O kmem caches
84  * ==========================================================================
85  */
86 kmem_cache_t *zio_cache;
87 kmem_cache_t *zio_link_cache;
88 kmem_cache_t *zio_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
89 kmem_cache_t *zio_data_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
90
91 #ifdef _KERNEL
92 extern vmem_t *zio_alloc_arena;
93 #endif
94
95 #define ZIO_PIPELINE_CONTINUE           0x100
96 #define ZIO_PIPELINE_STOP               0x101
97
98 #define BP_SPANB(indblkshift, level) \
99         (((uint64_t)1) << ((level) * ((indblkshift) - SPA_BLKPTRSHIFT)))
100 #define COMPARE_META_LEVEL      0x80000000ul
101 /*
102  * The following actions directly effect the spa's sync-to-convergence logic.
103  * The values below define the sync pass when we start performing the action.
104  * Care should be taken when changing these values as they directly impact
105  * spa_sync() performance. Tuning these values may introduce subtle performance
106  * pathologies and should only be done in the context of performance analysis.
107  * These tunables will eventually be removed and replaced with #defines once
108  * enough analysis has been done to determine optimal values.
109  *
110  * The 'zfs_sync_pass_deferred_free' pass must be greater than 1 to ensure that
111  * regular blocks are not deferred.
112  */
113 int zfs_sync_pass_deferred_free = 2; /* defer frees starting in this pass */
114 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_deferred_free, CTLFLAG_RDTUN,
115     &zfs_sync_pass_deferred_free, 0, "defer frees starting in this pass");
116 int zfs_sync_pass_dont_compress = 5; /* don't compress starting in this pass */
117 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_dont_compress, CTLFLAG_RDTUN,
118     &zfs_sync_pass_dont_compress, 0, "don't compress starting in this pass");
119 int zfs_sync_pass_rewrite = 2; /* rewrite new bps starting in this pass */
120 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_rewrite, CTLFLAG_RDTUN,
121     &zfs_sync_pass_rewrite, 0, "rewrite new bps starting in this pass");
122
123 /*
124  * An allocating zio is one that either currently has the DVA allocate
125  * stage set or will have it later in its lifetime.
126  */
127 #define IO_IS_ALLOCATING(zio) ((zio)->io_orig_pipeline & ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE)
128
129 boolean_t       zio_requeue_io_start_cut_in_line = B_TRUE;
130
131 #ifdef illumos
132 #ifdef ZFS_DEBUG
133 int zio_buf_debug_limit = 16384;
134 #else
135 int zio_buf_debug_limit = 0;
136 #endif
137 #endif
138
139 void
140 zio_init(void)
141 {
142         size_t c;
143         zio_cache = kmem_cache_create("zio_cache",
144             sizeof (zio_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
145         zio_link_cache = kmem_cache_create("zio_link_cache",
146             sizeof (zio_link_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
147         if (!zio_use_uma)
148                 goto out;
149
150         /*
151          * For small buffers, we want a cache for each multiple of
152          * SPA_MINBLOCKSIZE.  For larger buffers, we want a cache
153          * for each quarter-power of 2.
154          */
155         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
156                 size_t size = (c + 1) << SPA_MINBLOCKSHIFT;
157                 size_t p2 = size;
158                 size_t align = 0;
159                 int cflags = zio_exclude_metadata ? KMC_NODEBUG : 0;
160
161                 while (!ISP2(p2))
162                         p2 &= p2 - 1;
163
164 #ifdef illumos
165 #ifndef _KERNEL
166                 /*
167                  * If we are using watchpoints, put each buffer on its own page,
168                  * to eliminate the performance overhead of trapping to the
169                  * kernel when modifying a non-watched buffer that shares the
170                  * page with a watched buffer.
171                  */
172                 if (arc_watch && !IS_P2ALIGNED(size, PAGESIZE))
173                         continue;
174 #endif
175 #endif /* illumos */
176                 if (size <= 4 * SPA_MINBLOCKSIZE) {
177                         align = SPA_MINBLOCKSIZE;
178                 } else if (IS_P2ALIGNED(size, p2 >> 2)) {
179                         align = MIN(p2 >> 2, PAGESIZE);
180                 }
181
182                 if (align != 0) {
183                         char name[36];
184                         (void) sprintf(name, "zio_buf_%lu", (ulong_t)size);
185                         zio_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
186                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, cflags);
187
188                         /*
189                          * Since zio_data bufs do not appear in crash dumps, we
190                          * pass KMC_NOTOUCH so that no allocator metadata is
191                          * stored with the buffers.
192                          */
193                         (void) sprintf(name, "zio_data_buf_%lu", (ulong_t)size);
194                         zio_data_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
195                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
196                             cflags | KMC_NOTOUCH | KMC_NODEBUG);
197                 }
198         }
199
200         while (--c != 0) {
201                 ASSERT(zio_buf_cache[c] != NULL);
202                 if (zio_buf_cache[c - 1] == NULL)
203                         zio_buf_cache[c - 1] = zio_buf_cache[c];
204
205                 ASSERT(zio_data_buf_cache[c] != NULL);
206                 if (zio_data_buf_cache[c - 1] == NULL)
207                         zio_data_buf_cache[c - 1] = zio_data_buf_cache[c];
208         }
209 out:
210
211         zio_inject_init();
212
213         zio_trim_ksp = kstat_create("zfs", 0, "zio_trim", "misc",
214             KSTAT_TYPE_NAMED,
215             sizeof(zio_trim_stats) / sizeof(kstat_named_t),
216             KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
217
218         if (zio_trim_ksp != NULL) {
219                 zio_trim_ksp->ks_data = &zio_trim_stats;
220                 kstat_install(zio_trim_ksp);
221         }
222 }
223
224 void
225 zio_fini(void)
226 {
227         size_t c;
228         kmem_cache_t *last_cache = NULL;
229         kmem_cache_t *last_data_cache = NULL;
230
231         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
232                 if (zio_buf_cache[c] != last_cache) {
233                         last_cache = zio_buf_cache[c];
234                         kmem_cache_destroy(zio_buf_cache[c]);
235                 }
236                 zio_buf_cache[c] = NULL;
237
238                 if (zio_data_buf_cache[c] != last_data_cache) {
239                         last_data_cache = zio_data_buf_cache[c];
240                         kmem_cache_destroy(zio_data_buf_cache[c]);
241                 }
242                 zio_data_buf_cache[c] = NULL;
243         }
244
245         kmem_cache_destroy(zio_link_cache);
246         kmem_cache_destroy(zio_cache);
247
248         zio_inject_fini();
249
250         if (zio_trim_ksp != NULL) {
251                 kstat_delete(zio_trim_ksp);
252                 zio_trim_ksp = NULL;
253         }
254 }
255
256 /*
257  * ==========================================================================
258  * Allocate and free I/O buffers
259  * ==========================================================================
260  */
261
262 /*
263  * Use zio_buf_alloc to allocate ZFS metadata.  This data will appear in a
264  * crashdump if the kernel panics, so use it judiciously.  Obviously, it's
265  * useful to inspect ZFS metadata, but if possible, we should avoid keeping
266  * excess / transient data in-core during a crashdump.
267  */
268 void *
269 zio_buf_alloc(size_t size)
270 {
271         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
272         int flags = zio_exclude_metadata ? KM_NODEBUG : 0;
273
274         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
275
276         if (zio_use_uma)
277                 return (kmem_cache_alloc(zio_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
278         else
279                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP|flags));
280 }
281
282 /*
283  * Use zio_data_buf_alloc to allocate data.  The data will not appear in a
284  * crashdump if the kernel panics.  This exists so that we will limit the amount
285  * of ZFS data that shows up in a kernel crashdump.  (Thus reducing the amount
286  * of kernel heap dumped to disk when the kernel panics)
287  */
288 void *
289 zio_data_buf_alloc(size_t size)
290 {
291         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
292
293         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
294
295         if (zio_use_uma)
296                 return (kmem_cache_alloc(zio_data_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
297         else
298                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP | KM_NODEBUG));
299 }
300
301 void
302 zio_buf_free(void *buf, size_t size)
303 {
304         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
305
306         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
307
308         if (zio_use_uma)
309                 kmem_cache_free(zio_buf_cache[c], buf);
310         else
311                 kmem_free(buf, size);
312 }
313
314 void
315 zio_data_buf_free(void *buf, size_t size)
316 {
317         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
318
319         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
320
321         if (zio_use_uma)
322                 kmem_cache_free(zio_data_buf_cache[c], buf);
323         else
324                 kmem_free(buf, size);
325 }
326
327 /*
328  * ==========================================================================
329  * Push and pop I/O transform buffers
330  * ==========================================================================
331  */
332 static void
333 zio_push_transform(zio_t *zio, void *data, uint64_t size, uint64_t bufsize,
334     zio_transform_func_t *transform)
335 {
336         zio_transform_t *zt = kmem_alloc(sizeof (zio_transform_t), KM_SLEEP);
337
338         zt->zt_orig_data = zio->io_data;
339         zt->zt_orig_size = zio->io_size;
340         zt->zt_bufsize = bufsize;
341         zt->zt_transform = transform;
342
343         zt->zt_next = zio->io_transform_stack;
344         zio->io_transform_stack = zt;
345
346         zio->io_data = data;
347         zio->io_size = size;
348 }
349
350 static void
351 zio_pop_transforms(zio_t *zio)
352 {
353         zio_transform_t *zt;
354
355         while ((zt = zio->io_transform_stack) != NULL) {
356                 if (zt->zt_transform != NULL)
357                         zt->zt_transform(zio,
358                             zt->zt_orig_data, zt->zt_orig_size);
359
360                 if (zt->zt_bufsize != 0)
361                         zio_buf_free(zio->io_data, zt->zt_bufsize);
362
363                 zio->io_data = zt->zt_orig_data;
364                 zio->io_size = zt->zt_orig_size;
365                 zio->io_transform_stack = zt->zt_next;
366
367                 kmem_free(zt, sizeof (zio_transform_t));
368         }
369 }
370
371 /*
372  * ==========================================================================
373  * I/O transform callbacks for subblocks and decompression
374  * ==========================================================================
375  */
376 static void
377 zio_subblock(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
378 {
379         ASSERT(zio->io_size > size);
380
381         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
382                 bcopy(zio->io_data, data, size);
383 }
384
385 static void
386 zio_decompress(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
387 {
388         if (zio->io_error == 0 &&
389             zio_decompress_data(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp),
390             zio->io_data, data, zio->io_size, size) != 0)
391                 zio->io_error = SET_ERROR(EIO);
392 }
393
394 /*
395  * ==========================================================================
396  * I/O parent/child relationships and pipeline interlocks
397  * ==========================================================================
398  */
399 /*
400  * NOTE - Callers to zio_walk_parents() and zio_walk_children must
401  *        continue calling these functions until they return NULL.
402  *        Otherwise, the next caller will pick up the list walk in
403  *        some indeterminate state.  (Otherwise every caller would
404  *        have to pass in a cookie to keep the state represented by
405  *        io_walk_link, which gets annoying.)
406  */
407 zio_t *
408 zio_walk_parents(zio_t *cio)
409 {
410         zio_link_t *zl = cio->io_walk_link;
411         list_t *pl = &cio->io_parent_list;
412
413         zl = (zl == NULL) ? list_head(pl) : list_next(pl, zl);
414         cio->io_walk_link = zl;
415
416         if (zl == NULL)
417                 return (NULL);
418
419         ASSERT(zl->zl_child == cio);
420         return (zl->zl_parent);
421 }
422
423 zio_t *
424 zio_walk_children(zio_t *pio)
425 {
426         zio_link_t *zl = pio->io_walk_link;
427         list_t *cl = &pio->io_child_list;
428
429         zl = (zl == NULL) ? list_head(cl) : list_next(cl, zl);
430         pio->io_walk_link = zl;
431
432         if (zl == NULL)
433                 return (NULL);
434
435         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
436         return (zl->zl_child);
437 }
438
439 zio_t *
440 zio_unique_parent(zio_t *cio)
441 {
442         zio_t *pio = zio_walk_parents(cio);
443
444         VERIFY(zio_walk_parents(cio) == NULL);
445         return (pio);
446 }
447
448 void
449 zio_add_child(zio_t *pio, zio_t *cio)
450 {
451         zio_link_t *zl = kmem_cache_alloc(zio_link_cache, KM_SLEEP);
452
453         /*
454          * Logical I/Os can have logical, gang, or vdev children.
455          * Gang I/Os can have gang or vdev children.
456          * Vdev I/Os can only have vdev children.
457          * The following ASSERT captures all of these constraints.
458          */
459         ASSERT(cio->io_child_type <= pio->io_child_type);
460
461         zl->zl_parent = pio;
462         zl->zl_child = cio;
463
464         mutex_enter(&cio->io_lock);
465         mutex_enter(&pio->io_lock);
466
467         ASSERT(pio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] == 0);
468
469         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
470                 pio->io_children[cio->io_child_type][w] += !cio->io_state[w];
471
472         list_insert_head(&pio->io_child_list, zl);
473         list_insert_head(&cio->io_parent_list, zl);
474
475         pio->io_child_count++;
476         cio->io_parent_count++;
477
478         mutex_exit(&pio->io_lock);
479         mutex_exit(&cio->io_lock);
480 }
481
482 static void
483 zio_remove_child(zio_t *pio, zio_t *cio, zio_link_t *zl)
484 {
485         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
486         ASSERT(zl->zl_child == cio);
487
488         mutex_enter(&cio->io_lock);
489         mutex_enter(&pio->io_lock);
490
491         list_remove(&pio->io_child_list, zl);
492         list_remove(&cio->io_parent_list, zl);
493
494         pio->io_child_count--;
495         cio->io_parent_count--;
496
497         mutex_exit(&pio->io_lock);
498         mutex_exit(&cio->io_lock);
499
500         kmem_cache_free(zio_link_cache, zl);
501 }
502
503 static boolean_t
504 zio_wait_for_children(zio_t *zio, enum zio_child child, enum zio_wait_type wait)
505 {
506         uint64_t *countp = &zio->io_children[child][wait];
507         boolean_t waiting = B_FALSE;
508
509         mutex_enter(&zio->io_lock);
510         ASSERT(zio->io_stall == NULL);
511         if (*countp != 0) {
512                 zio->io_stage >>= 1;
513                 zio->io_stall = countp;
514                 waiting = B_TRUE;
515         }
516         mutex_exit(&zio->io_lock);
517
518         return (waiting);
519 }
520
521 static void
522 zio_notify_parent(zio_t *pio, zio_t *zio, enum zio_wait_type wait)
523 {
524         uint64_t *countp = &pio->io_children[zio->io_child_type][wait];
525         int *errorp = &pio->io_child_error[zio->io_child_type];
526
527         mutex_enter(&pio->io_lock);
528         if (zio->io_error && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))
529                 *errorp = zio_worst_error(*errorp, zio->io_error);
530         pio->io_reexecute |= zio->io_reexecute;
531         ASSERT3U(*countp, >, 0);
532
533         (*countp)--;
534
535         if (*countp == 0 && pio->io_stall == countp) {
536                 pio->io_stall = NULL;
537                 mutex_exit(&pio->io_lock);
538                 zio_execute(pio);
539         } else {
540                 mutex_exit(&pio->io_lock);
541         }
542 }
543
544 static void
545 zio_inherit_child_errors(zio_t *zio, enum zio_child c)
546 {
547         if (zio->io_child_error[c] != 0 && zio->io_error == 0)
548                 zio->io_error = zio->io_child_error[c];
549 }
550
551 /*
552  * ==========================================================================
553  * Create the various types of I/O (read, write, free, etc)
554  * ==========================================================================
555  */
556 static zio_t *
557 zio_create(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
558     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
559     zio_type_t type, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
560     vdev_t *vd, uint64_t offset, const zbookmark_phys_t *zb,
561     enum zio_stage stage, enum zio_stage pipeline)
562 {
563         zio_t *zio;
564
565         ASSERT3U(type == ZIO_TYPE_FREE || size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
566         ASSERT(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
567         ASSERT(P2PHASE(offset, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
568
569         ASSERT(!vd || spa_config_held(spa, SCL_STATE_ALL, RW_READER));
570         ASSERT(!bp || !(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER));
571         ASSERT(vd || stage == ZIO_STAGE_OPEN);
572
573         zio = kmem_cache_alloc(zio_cache, KM_SLEEP);
574         bzero(zio, sizeof (zio_t));
575
576         mutex_init(&zio->io_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
577         cv_init(&zio->io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
578
579         list_create(&zio->io_parent_list, sizeof (zio_link_t),
580             offsetof(zio_link_t, zl_parent_node));
581         list_create(&zio->io_child_list, sizeof (zio_link_t),
582             offsetof(zio_link_t, zl_child_node));
583
584         if (vd != NULL)
585                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_VDEV;
586         else if (flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD)
587                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_GANG;
588         else if (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD)
589                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_DDT;
590         else
591                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_LOGICAL;
592
593         if (bp != NULL) {
594                 zio->io_bp = (blkptr_t *)bp;
595                 zio->io_bp_copy = *bp;
596                 zio->io_bp_orig = *bp;
597                 if (type != ZIO_TYPE_WRITE ||
598                     zio->io_child_type == ZIO_CHILD_DDT)
599                         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;  /* so caller can free */
600                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
601                         zio->io_logical = zio;
602                 if (zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG && BP_IS_GANG(bp))
603                         pipeline |= ZIO_GANG_STAGES;
604         }
605
606         zio->io_spa = spa;
607         zio->io_txg = txg;
608         zio->io_done = done;
609         zio->io_private = private;
610         zio->io_type = type;
611         zio->io_priority = priority;
612         zio->io_vd = vd;
613         zio->io_offset = offset;
614         zio->io_orig_data = zio->io_data = data;
615         zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
616         zio->io_orig_flags = zio->io_flags = flags;
617         zio->io_orig_stage = zio->io_stage = stage;
618         zio->io_orig_pipeline = zio->io_pipeline = pipeline;
619
620         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = (stage >= ZIO_STAGE_READY);
621         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = (stage >= ZIO_STAGE_DONE);
622
623         if (zb != NULL)
624                 zio->io_bookmark = *zb;
625
626         if (pio != NULL) {
627                 if (zio->io_logical == NULL)
628                         zio->io_logical = pio->io_logical;
629                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG)
630                         zio->io_gang_leader = pio->io_gang_leader;
631                 zio_add_child(pio, zio);
632         }
633
634         return (zio);
635 }
636
637 static void
638 zio_destroy(zio_t *zio)
639 {
640         list_destroy(&zio->io_parent_list);
641         list_destroy(&zio->io_child_list);
642         mutex_destroy(&zio->io_lock);
643         cv_destroy(&zio->io_cv);
644         kmem_cache_free(zio_cache, zio);
645 }
646
647 zio_t *
648 zio_null(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, zio_done_func_t *done,
649     void *private, enum zio_flag flags)
650 {
651         zio_t *zio;
652
653         zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
654             ZIO_TYPE_NULL, ZIO_PRIORITY_NOW, flags, vd, 0, NULL,
655             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_INTERLOCK_PIPELINE);
656
657         return (zio);
658 }
659
660 zio_t *
661 zio_root(spa_t *spa, zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
662 {
663         return (zio_null(NULL, spa, NULL, done, private, flags));
664 }
665
666 void
667 zfs_blkptr_verify(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
668 {
669         if (!DMU_OT_IS_VALID(BP_GET_TYPE(bp))) {
670                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid TYPE %llu",
671                     bp, (longlong_t)BP_GET_TYPE(bp));
672         }
673         if (BP_GET_CHECKSUM(bp) >= ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS ||
674             BP_GET_CHECKSUM(bp) <= ZIO_CHECKSUM_ON) {
675                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid CHECKSUM %llu",
676                     bp, (longlong_t)BP_GET_CHECKSUM(bp));
677         }
678         if (BP_GET_COMPRESS(bp) >= ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS ||
679             BP_GET_COMPRESS(bp) <= ZIO_COMPRESS_ON) {
680                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid COMPRESS %llu",
681                     bp, (longlong_t)BP_GET_COMPRESS(bp));
682         }
683         if (BP_GET_LSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
684                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid LSIZE %llu",
685                     bp, (longlong_t)BP_GET_LSIZE(bp));
686         }
687         if (BP_GET_PSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
688                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid PSIZE %llu",
689                     bp, (longlong_t)BP_GET_PSIZE(bp));
690         }
691
692         if (BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
693                 if (BPE_GET_ETYPE(bp) > NUM_BP_EMBEDDED_TYPES) {
694                         zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid ETYPE %llu",
695                             bp, (longlong_t)BPE_GET_ETYPE(bp));
696                 }
697         }
698
699         /*
700          * Pool-specific checks.
701          *
702          * Note: it would be nice to verify that the blk_birth and
703          * BP_PHYSICAL_BIRTH() are not too large.  However, spa_freeze()
704          * allows the birth time of log blocks (and dmu_sync()-ed blocks
705          * that are in the log) to be arbitrarily large.
706          */
707         for (int i = 0; i < BP_GET_NDVAS(bp); i++) {
708                 uint64_t vdevid = DVA_GET_VDEV(&bp->blk_dva[i]);
709                 if (vdevid >= spa->spa_root_vdev->vdev_children) {
710                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
711                             "VDEV %llu",
712                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
713                         continue;
714                 }
715                 vdev_t *vd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[vdevid];
716                 if (vd == NULL) {
717                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
718                             "VDEV %llu",
719                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
720                         continue;
721                 }
722                 if (vd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
723                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has hole "
724                             "VDEV %llu",
725                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
726                         continue;
727                 }
728                 if (vd->vdev_ops == &vdev_missing_ops) {
729                         /*
730                          * "missing" vdevs are valid during import, but we
731                          * don't have their detailed info (e.g. asize), so
732                          * we can't perform any more checks on them.
733                          */
734                         continue;
735                 }
736                 uint64_t offset = DVA_GET_OFFSET(&bp->blk_dva[i]);
737                 uint64_t asize = DVA_GET_ASIZE(&bp->blk_dva[i]);
738                 if (BP_IS_GANG(bp))
739                         asize = vdev_psize_to_asize(vd, SPA_GANGBLOCKSIZE);
740                 if (offset + asize > vd->vdev_asize) {
741                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
742                             "OFFSET %llu",
743                             bp, i, (longlong_t)offset);
744                 }
745         }
746 }
747
748 zio_t *
749 zio_read(zio_t *pio, spa_t *spa, const blkptr_t *bp,
750     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
751     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_phys_t *zb)
752 {
753         zio_t *zio;
754
755         zfs_blkptr_verify(spa, bp);
756
757         zio = zio_create(pio, spa, BP_PHYSICAL_BIRTH(bp), bp,
758             data, size, done, private,
759             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, NULL, 0, zb,
760             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
761             ZIO_DDT_CHILD_READ_PIPELINE : ZIO_READ_PIPELINE);
762
763         return (zio);
764 }
765
766 zio_t *
767 zio_write(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp,
768     void *data, uint64_t size, const zio_prop_t *zp,
769     zio_done_func_t *ready, zio_done_func_t *children_ready,
770     zio_done_func_t *physdone, zio_done_func_t *done,
771     void *private, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
772     const zbookmark_phys_t *zb)
773 {
774         zio_t *zio;
775
776         ASSERT(zp->zp_checksum >= ZIO_CHECKSUM_OFF &&
777             zp->zp_checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS &&
778             zp->zp_compress >= ZIO_COMPRESS_OFF &&
779             zp->zp_compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS &&
780             DMU_OT_IS_VALID(zp->zp_type) &&
781             zp->zp_level < 32 &&
782             zp->zp_copies > 0 &&
783             zp->zp_copies <= spa_max_replication(spa));
784
785         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
786             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
787             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
788             ZIO_DDT_CHILD_WRITE_PIPELINE : ZIO_WRITE_PIPELINE);
789
790         zio->io_ready = ready;
791         zio->io_children_ready = children_ready;
792         zio->io_physdone = physdone;
793         zio->io_prop = *zp;
794
795         /*
796          * Data can be NULL if we are going to call zio_write_override() to
797          * provide the already-allocated BP.  But we may need the data to
798          * verify a dedup hit (if requested).  In this case, don't try to
799          * dedup (just take the already-allocated BP verbatim).
800          */
801         if (data == NULL && zio->io_prop.zp_dedup_verify) {
802                 zio->io_prop.zp_dedup = zio->io_prop.zp_dedup_verify = B_FALSE;
803         }
804
805         return (zio);
806 }
807
808 zio_t *
809 zio_rewrite(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp, void *data,
810     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
811     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, zbookmark_phys_t *zb)
812 {
813         zio_t *zio;
814
815         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
816             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
817             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_REWRITE_PIPELINE);
818
819         return (zio);
820 }
821
822 void
823 zio_write_override(zio_t *zio, blkptr_t *bp, int copies, boolean_t nopwrite)
824 {
825         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
826         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
827         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
828         ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(zio->io_spa));
829
830         /*
831          * We must reset the io_prop to match the values that existed
832          * when the bp was first written by dmu_sync() keeping in mind
833          * that nopwrite and dedup are mutually exclusive.
834          */
835         zio->io_prop.zp_dedup = nopwrite ? B_FALSE : zio->io_prop.zp_dedup;
836         zio->io_prop.zp_nopwrite = nopwrite;
837         zio->io_prop.zp_copies = copies;
838         zio->io_bp_override = bp;
839 }
840
841 void
842 zio_free(spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp)
843 {
844
845         /*
846          * The check for EMBEDDED is a performance optimization.  We
847          * process the free here (by ignoring it) rather than
848          * putting it on the list and then processing it in zio_free_sync().
849          */
850         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
851                 return;
852         metaslab_check_free(spa, bp);
853
854         /*
855          * Frees that are for the currently-syncing txg, are not going to be
856          * deferred, and which will not need to do a read (i.e. not GANG or
857          * DEDUP), can be processed immediately.  Otherwise, put them on the
858          * in-memory list for later processing.
859          */
860         if (zfs_trim_enabled || BP_IS_GANG(bp) || BP_GET_DEDUP(bp) ||
861             txg != spa->spa_syncing_txg ||
862             spa_sync_pass(spa) >= zfs_sync_pass_deferred_free) {
863                 bplist_append(&spa->spa_free_bplist[txg & TXG_MASK], bp);
864         } else {
865                 VERIFY0(zio_wait(zio_free_sync(NULL, spa, txg, bp,
866                     BP_GET_PSIZE(bp), 0)));
867         }
868 }
869
870 zio_t *
871 zio_free_sync(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
872     uint64_t size, enum zio_flag flags)
873 {
874         zio_t *zio;
875         enum zio_stage stage = ZIO_FREE_PIPELINE;
876
877         ASSERT(!BP_IS_HOLE(bp));
878         ASSERT(spa_syncing_txg(spa) == txg);
879         ASSERT(spa_sync_pass(spa) < zfs_sync_pass_deferred_free);
880
881         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
882                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
883
884         metaslab_check_free(spa, bp);
885         arc_freed(spa, bp);
886
887         if (zfs_trim_enabled)
888                 stage |= ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC | ZIO_STAGE_VDEV_IO_START |
889                     ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS;
890         /*
891          * GANG and DEDUP blocks can induce a read (for the gang block header,
892          * or the DDT), so issue them asynchronously so that this thread is
893          * not tied up.
894          */
895         else if (BP_IS_GANG(bp) || BP_GET_DEDUP(bp))
896                 stage |= ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC;
897
898         flags |= ZIO_FLAG_DONT_QUEUE;
899
900         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, size,
901             NULL, NULL, ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
902             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, stage);
903
904         return (zio);
905 }
906
907 zio_t *
908 zio_claim(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
909     zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
910 {
911         zio_t *zio;
912
913         dprintf_bp(bp, "claiming in txg %llu", txg);
914
915         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
916                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
917
918         /*
919          * A claim is an allocation of a specific block.  Claims are needed
920          * to support immediate writes in the intent log.  The issue is that
921          * immediate writes contain committed data, but in a txg that was
922          * *not* committed.  Upon opening the pool after an unclean shutdown,
923          * the intent log claims all blocks that contain immediate write data
924          * so that the SPA knows they're in use.
925          *
926          * All claims *must* be resolved in the first txg -- before the SPA
927          * starts allocating blocks -- so that nothing is allocated twice.
928          * If txg == 0 we just verify that the block is claimable.
929          */
930         ASSERT3U(spa->spa_uberblock.ub_rootbp.blk_birth, <, spa_first_txg(spa));
931         ASSERT(txg == spa_first_txg(spa) || txg == 0);
932         ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp) || !spa_writeable(spa));       /* zdb(1M) */
933
934         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
935             done, private, ZIO_TYPE_CLAIM, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
936             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_CLAIM_PIPELINE);
937
938         return (zio);
939 }
940
941 zio_t *
942 zio_ioctl(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, int cmd, uint64_t offset,
943     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
944     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags)
945 {
946         zio_t *zio;
947         int c;
948
949         if (vd->vdev_children == 0) {
950                 zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, size, done, private,
951                     ZIO_TYPE_IOCTL, priority, flags, vd, offset, NULL,
952                     ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_IOCTL_PIPELINE);
953
954                 zio->io_cmd = cmd;
955         } else {
956                 zio = zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, flags);
957
958                 for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
959                         zio_nowait(zio_ioctl(zio, spa, vd->vdev_child[c], cmd,
960                             offset, size, done, private, priority, flags));
961         }
962
963         return (zio);
964 }
965
966 zio_t *
967 zio_read_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
968     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
969     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
970 {
971         zio_t *zio;
972
973         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
974         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
975             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
976         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
977
978         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
979             ZIO_TYPE_READ, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd, offset,
980             NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_READ_PHYS_PIPELINE);
981
982         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
983
984         return (zio);
985 }
986
987 zio_t *
988 zio_write_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
989     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
990     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
991 {
992         zio_t *zio;
993
994         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
995         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
996             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
997         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
998
999         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
1000             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd, offset,
1001             NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_WRITE_PHYS_PIPELINE);
1002
1003         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
1004
1005         if (zio_checksum_table[checksum].ci_flags & ZCHECKSUM_FLAG_EMBEDDED) {
1006                 /*
1007                  * zec checksums are necessarily destructive -- they modify
1008                  * the end of the write buffer to hold the verifier/checksum.
1009                  * Therefore, we must make a local copy in case the data is
1010                  * being written to multiple places in parallel.
1011                  */
1012                 void *wbuf = zio_buf_alloc(size);
1013                 bcopy(data, wbuf, size);
1014                 zio_push_transform(zio, wbuf, size, size, NULL);
1015         }
1016
1017         return (zio);
1018 }
1019
1020 /*
1021  * Create a child I/O to do some work for us.
1022  */
1023 zio_t *
1024 zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
1025         void *data, uint64_t size, int type, zio_priority_t priority,
1026         enum zio_flag flags, zio_done_func_t *done, void *private)
1027 {
1028         enum zio_stage pipeline = ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE;
1029         zio_t *zio;
1030
1031         ASSERT(vd->vdev_parent ==
1032             (pio->io_vd ? pio->io_vd : pio->io_spa->spa_root_vdev));
1033
1034         if (type == ZIO_TYPE_READ && bp != NULL) {
1035                 /*
1036                  * If we have the bp, then the child should perform the
1037                  * checksum and the parent need not.  This pushes error
1038                  * detection as close to the leaves as possible and
1039                  * eliminates redundant checksums in the interior nodes.
1040                  */
1041                 pipeline |= ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1042                 pio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1043         }
1044
1045         /* Not all IO types require vdev io done stage e.g. free */
1046         if (!(pio->io_pipeline & ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE))
1047                 pipeline &= ~ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE;
1048
1049         if (vd->vdev_children == 0)
1050                 offset += VDEV_LABEL_START_SIZE;
1051
1052         flags |= ZIO_VDEV_CHILD_FLAGS(pio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
1053
1054         /*
1055          * If we've decided to do a repair, the write is not speculative --
1056          * even if the original read was.
1057          */
1058         if (flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)
1059                 flags &= ~ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
1060
1061         zio = zio_create(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp, data, size,
1062             done, private, type, priority, flags, vd, offset, &pio->io_bookmark,
1063             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, pipeline);
1064
1065         zio->io_physdone = pio->io_physdone;
1066         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && zio->io_logical != NULL)
1067                 zio->io_logical->io_phys_children++;
1068
1069         return (zio);
1070 }
1071
1072 zio_t *
1073 zio_vdev_delegated_io(vdev_t *vd, uint64_t offset, void *data, uint64_t size,
1074     int type, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
1075     zio_done_func_t *done, void *private)
1076 {
1077         zio_t *zio;
1078
1079         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1080
1081         zio = zio_create(NULL, vd->vdev_spa, 0, NULL,
1082             data, size, done, private, type, priority,
1083             flags | ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_DELEGATED,
1084             vd, offset, NULL,
1085             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE);
1086
1087         return (zio);
1088 }
1089
1090 void
1091 zio_flush(zio_t *zio, vdev_t *vd)
1092 {
1093         zio_nowait(zio_ioctl(zio, zio->io_spa, vd, DKIOCFLUSHWRITECACHE, 0, 0,
1094             NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_NOW,
1095             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY));
1096 }
1097
1098 zio_t *
1099 zio_trim(zio_t *zio, spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size)
1100 {
1101
1102         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1103
1104         return (zio_create(zio, spa, 0, NULL, NULL, size, NULL, NULL,
1105             ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_TRIM, ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE |
1106             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY,
1107             vd, offset, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_FREE_PHYS_PIPELINE));
1108 }
1109
1110 void
1111 zio_shrink(zio_t *zio, uint64_t size)
1112 {
1113         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1114         ASSERT(zio->io_orig_size == zio->io_size);
1115         ASSERT(size <= zio->io_size);
1116
1117         /*
1118          * We don't shrink for raidz because of problems with the
1119          * reconstruction when reading back less than the block size.
1120          * Note, BP_IS_RAIDZ() assumes no compression.
1121          */
1122         ASSERT(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp) == ZIO_COMPRESS_OFF);
1123         if (!BP_IS_RAIDZ(zio->io_bp))
1124                 zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
1125 }
1126
1127 /*
1128  * ==========================================================================
1129  * Prepare to read and write logical blocks
1130  * ==========================================================================
1131  */
1132
1133 static int
1134 zio_read_bp_init(zio_t *zio)
1135 {
1136         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1137
1138         if (BP_GET_COMPRESS(bp) != ZIO_COMPRESS_OFF &&
1139             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1140             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW)) {
1141                 uint64_t psize =
1142                     BP_IS_EMBEDDED(bp) ? BPE_GET_PSIZE(bp) : BP_GET_PSIZE(bp);
1143                 void *cbuf = zio_buf_alloc(psize);
1144
1145                 zio_push_transform(zio, cbuf, psize, psize, zio_decompress);
1146         }
1147
1148         if (BP_IS_EMBEDDED(bp) && BPE_GET_ETYPE(bp) == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1149                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1150                 decode_embedded_bp_compressed(bp, zio->io_data);
1151         } else {
1152                 ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
1153         }
1154
1155         if (!DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) && BP_GET_LEVEL(bp) == 0)
1156                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1157
1158         if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_DDT_ZAP)
1159                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1160
1161         if (BP_GET_DEDUP(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
1162                 zio->io_pipeline = ZIO_DDT_READ_PIPELINE;
1163
1164         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1165 }
1166
1167 static int
1168 zio_write_bp_init(zio_t *zio)
1169 {
1170         spa_t *spa = zio->io_spa;
1171         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
1172         enum zio_compress compress = zp->zp_compress;
1173         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1174         uint64_t lsize = zio->io_size;
1175         uint64_t psize = lsize;
1176         int pass = 1;
1177
1178         /*
1179          * If our children haven't all reached the ready stage,
1180          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
1181          */
1182         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
1183             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_READY))
1184                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1185
1186         if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
1187                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1188
1189         if (zio->io_children_ready != NULL) {
1190                 /*
1191                  * Now that all our children are ready, run the callback
1192                  * associated with this zio in case it wants to modify the
1193                  * data to be written.
1194                  */
1195                 ASSERT3U(zp->zp_level, >, 0);
1196                 zio->io_children_ready(zio);
1197         }
1198
1199         ASSERT(zio->io_child_type != ZIO_CHILD_DDT);
1200
1201         if (zio->io_bp_override) {
1202                 ASSERT(bp->blk_birth != zio->io_txg);
1203                 ASSERT(BP_GET_DEDUP(zio->io_bp_override) == 0);
1204
1205                 *bp = *zio->io_bp_override;
1206                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1207
1208                 if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
1209                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1210
1211                 /*
1212                  * If we've been overridden and nopwrite is set then
1213                  * set the flag accordingly to indicate that a nopwrite
1214                  * has already occurred.
1215                  */
1216                 if (!BP_IS_HOLE(bp) && zp->zp_nopwrite) {
1217                         ASSERT(!zp->zp_dedup);
1218                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
1219                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1220                 }
1221
1222                 ASSERT(!zp->zp_nopwrite);
1223
1224                 if (BP_IS_HOLE(bp) || !zp->zp_dedup)
1225                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1226
1227                 ASSERT((zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_flags &
1228                     ZCHECKSUM_FLAG_DEDUP) || zp->zp_dedup_verify);
1229
1230                 if (BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum) {
1231                         BP_SET_DEDUP(bp, 1);
1232                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_DDT_WRITE;
1233                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1234                 }
1235                 zio->io_bp_override = NULL;
1236                 BP_ZERO(bp);
1237         }
1238
1239         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg) {
1240                 /*
1241                  * We're rewriting an existing block, which means we're
1242                  * working on behalf of spa_sync().  For spa_sync() to
1243                  * converge, it must eventually be the case that we don't
1244                  * have to allocate new blocks.  But compression changes
1245                  * the blocksize, which forces a reallocate, and makes
1246                  * convergence take longer.  Therefore, after the first
1247                  * few passes, stop compressing to ensure convergence.
1248                  */
1249                 pass = spa_sync_pass(spa);
1250
1251                 ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(spa));
1252                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1253                 ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp));
1254
1255                 if (pass >= zfs_sync_pass_dont_compress)
1256                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1257
1258                 /* Make sure someone doesn't change their mind on overwrites */
1259                 ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp) || MIN(zp->zp_copies + BP_IS_GANG(bp),
1260                     spa_max_replication(spa)) == BP_GET_NDVAS(bp));
1261         }
1262
1263         if (compress != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1264                 void *cbuf = zio_buf_alloc(lsize);
1265                 psize = zio_compress_data(compress, zio->io_data, cbuf, lsize);
1266                 if (psize == 0 || psize == lsize) {
1267                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1268                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1269                 } else if (!zp->zp_dedup && psize <= BPE_PAYLOAD_SIZE &&
1270                     zp->zp_level == 0 && !DMU_OT_HAS_FILL(zp->zp_type) &&
1271                     spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA)) {
1272                         encode_embedded_bp_compressed(bp,
1273                             cbuf, compress, lsize, psize);
1274                         BPE_SET_ETYPE(bp, BP_EMBEDDED_TYPE_DATA);
1275                         BP_SET_TYPE(bp, zio->io_prop.zp_type);
1276                         BP_SET_LEVEL(bp, zio->io_prop.zp_level);
1277                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1278                         bp->blk_birth = zio->io_txg;
1279                         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1280                         ASSERT(spa_feature_is_active(spa,
1281                             SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1282                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1283                 } else {
1284                         /*
1285                          * Round up compressed size up to the ashift
1286                          * of the smallest-ashift device, and zero the tail.
1287                          * This ensures that the compressed size of the BP
1288                          * (and thus compressratio property) are correct,
1289                          * in that we charge for the padding used to fill out
1290                          * the last sector.
1291                          */
1292                         ASSERT3U(spa->spa_min_ashift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
1293                         size_t rounded = (size_t)P2ROUNDUP(psize,
1294                             1ULL << spa->spa_min_ashift);
1295                         if (rounded >= lsize) {
1296                                 compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1297                                 zio_buf_free(cbuf, lsize);
1298                                 psize = lsize;
1299                         } else {
1300                                 bzero((char *)cbuf + psize, rounded - psize);
1301                                 psize = rounded;
1302                                 zio_push_transform(zio, cbuf,
1303                                     psize, lsize, NULL);
1304                         }
1305                 }
1306         }
1307
1308         /*
1309          * The final pass of spa_sync() must be all rewrites, but the first
1310          * few passes offer a trade-off: allocating blocks defers convergence,
1311          * but newly allocated blocks are sequential, so they can be written
1312          * to disk faster.  Therefore, we allow the first few passes of
1313          * spa_sync() to allocate new blocks, but force rewrites after that.
1314          * There should only be a handful of blocks after pass 1 in any case.
1315          */
1316         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg &&
1317             BP_GET_PSIZE(bp) == psize &&
1318             pass >= zfs_sync_pass_rewrite) {
1319                 ASSERT(psize != 0);
1320                 enum zio_stage gang_stages = zio->io_pipeline & ZIO_GANG_STAGES;
1321                 zio->io_pipeline = ZIO_REWRITE_PIPELINE | gang_stages;
1322                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_REWRITE;
1323         } else {
1324                 BP_ZERO(bp);
1325                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
1326         }
1327
1328         if (psize == 0) {
1329                 if (zio->io_bp_orig.blk_birth != 0 &&
1330                     spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_HOLE_BIRTH)) {
1331                         BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1332                         BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1333                         BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1334                         BP_SET_BIRTH(bp, zio->io_txg, 0);
1335                 }
1336                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1337         } else {
1338                 ASSERT(zp->zp_checksum != ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER);
1339                 BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1340                 BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1341                 BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1342                 BP_SET_PSIZE(bp, psize);
1343                 BP_SET_COMPRESS(bp, compress);
1344                 BP_SET_CHECKSUM(bp, zp->zp_checksum);
1345                 BP_SET_DEDUP(bp, zp->zp_dedup);
1346                 BP_SET_BYTEORDER(bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
1347                 if (zp->zp_dedup) {
1348                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1349                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1350                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_WRITE_PIPELINE;
1351                 }
1352                 if (zp->zp_nopwrite) {
1353                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1354                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1355                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_NOP_WRITE;
1356                 }
1357         }
1358
1359         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1360 }
1361
1362 static int
1363 zio_free_bp_init(zio_t *zio)
1364 {
1365         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1366
1367         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL) {
1368                 if (BP_GET_DEDUP(bp))
1369                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_FREE_PIPELINE;
1370         }
1371
1372         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1373 }
1374
1375 /*
1376  * ==========================================================================
1377  * Execute the I/O pipeline
1378  * ==========================================================================
1379  */
1380
1381 static void
1382 zio_taskq_dispatch(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q, boolean_t cutinline)
1383 {
1384         spa_t *spa = zio->io_spa;
1385         zio_type_t t = zio->io_type;
1386         int flags = (cutinline ? TQ_FRONT : 0);
1387
1388         ASSERT(q == ZIO_TASKQ_ISSUE || q == ZIO_TASKQ_INTERRUPT);
1389
1390         /*
1391          * If we're a config writer or a probe, the normal issue and
1392          * interrupt threads may all be blocked waiting for the config lock.
1393          * In this case, select the otherwise-unused taskq for ZIO_TYPE_NULL.
1394          */
1395         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_PROBE))
1396                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1397
1398         /*
1399          * A similar issue exists for the L2ARC write thread until L2ARC 2.0.
1400          */
1401         if (t == ZIO_TYPE_WRITE && zio->io_vd && zio->io_vd->vdev_aux)
1402                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1403
1404         /*
1405          * If this is a high priority I/O, then use the high priority taskq if
1406          * available.
1407          */
1408         if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW &&
1409             spa->spa_zio_taskq[t][q + 1].stqs_count != 0)
1410                 q++;
1411
1412         ASSERT3U(q, <, ZIO_TASKQ_TYPES);
1413
1414         /*
1415          * NB: We are assuming that the zio can only be dispatched
1416          * to a single taskq at a time.  It would be a grievous error
1417          * to dispatch the zio to another taskq at the same time.
1418          */
1419 #if defined(illumos) || !defined(_KERNEL)
1420         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_next == NULL);
1421 #else
1422         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_task.ta_pending == 0);
1423 #endif
1424         spa_taskq_dispatch_ent(spa, t, q, (task_func_t *)zio_execute, zio,
1425             flags, &zio->io_tqent);
1426 }
1427
1428 static boolean_t
1429 zio_taskq_member(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q)
1430 {
1431         kthread_t *executor = zio->io_executor;
1432         spa_t *spa = zio->io_spa;
1433
1434         for (zio_type_t t = 0; t < ZIO_TYPES; t++) {
1435                 spa_taskqs_t *tqs = &spa->spa_zio_taskq[t][q];
1436                 uint_t i;
1437                 for (i = 0; i < tqs->stqs_count; i++) {
1438                         if (taskq_member(tqs->stqs_taskq[i], executor))
1439                                 return (B_TRUE);
1440                 }
1441         }
1442
1443         return (B_FALSE);
1444 }
1445
1446 static int
1447 zio_issue_async(zio_t *zio)
1448 {
1449         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1450
1451         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1452 }
1453
1454 void
1455 zio_interrupt(zio_t *zio)
1456 {
1457         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT, B_FALSE);
1458 }
1459
1460 void
1461 zio_delay_interrupt(zio_t *zio)
1462 {
1463         /*
1464          * The timeout_generic() function isn't defined in userspace, so
1465          * rather than trying to implement the function, the zio delay
1466          * functionality has been disabled for userspace builds.
1467          */
1468
1469 #ifdef _KERNEL
1470         /*
1471          * If io_target_timestamp is zero, then no delay has been registered
1472          * for this IO, thus jump to the end of this function and "skip" the
1473          * delay; issuing it directly to the zio layer.
1474          */
1475         if (zio->io_target_timestamp != 0) {
1476                 hrtime_t now = gethrtime();
1477
1478                 if (now >= zio->io_target_timestamp) {
1479                         /*
1480                          * This IO has already taken longer than the target
1481                          * delay to complete, so we don't want to delay it
1482                          * any longer; we "miss" the delay and issue it
1483                          * directly to the zio layer. This is likely due to
1484                          * the target latency being set to a value less than
1485                          * the underlying hardware can satisfy (e.g. delay
1486                          * set to 1ms, but the disks take 10ms to complete an
1487                          * IO request).
1488                          */
1489
1490                         DTRACE_PROBE2(zio__delay__miss, zio_t *, zio,
1491                             hrtime_t, now);
1492
1493                         zio_interrupt(zio);
1494                 } else {
1495                         hrtime_t diff = zio->io_target_timestamp - now;
1496
1497                         DTRACE_PROBE3(zio__delay__hit, zio_t *, zio,
1498                             hrtime_t, now, hrtime_t, diff);
1499
1500                         (void) timeout_generic(CALLOUT_NORMAL,
1501                             (void (*)(void *))zio_interrupt, zio, diff, 1, 0);
1502                 }
1503
1504                 return;
1505         }
1506 #endif
1507
1508         DTRACE_PROBE1(zio__delay__skip, zio_t *, zio);
1509         zio_interrupt(zio);
1510 }
1511
1512 /*
1513  * Execute the I/O pipeline until one of the following occurs:
1514  *
1515  *      (1) the I/O completes
1516  *      (2) the pipeline stalls waiting for dependent child I/Os
1517  *      (3) the I/O issues, so we're waiting for an I/O completion interrupt
1518  *      (4) the I/O is delegated by vdev-level caching or aggregation
1519  *      (5) the I/O is deferred due to vdev-level queueing
1520  *      (6) the I/O is handed off to another thread.
1521  *
1522  * In all cases, the pipeline stops whenever there's no CPU work; it never
1523  * burns a thread in cv_wait().
1524  *
1525  * There's no locking on io_stage because there's no legitimate way
1526  * for multiple threads to be attempting to process the same I/O.
1527  */
1528 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[];
1529
1530 void
1531 zio_execute(zio_t *zio)
1532 {
1533         zio->io_executor = curthread;
1534
1535         while (zio->io_stage < ZIO_STAGE_DONE) {
1536                 enum zio_stage pipeline = zio->io_pipeline;
1537                 enum zio_stage stage = zio->io_stage;
1538                 int rv;
1539
1540                 ASSERT(!MUTEX_HELD(&zio->io_lock));
1541                 ASSERT(ISP2(stage));
1542                 ASSERT(zio->io_stall == NULL);
1543
1544                 do {
1545                         stage <<= 1;
1546                 } while ((stage & pipeline) == 0);
1547
1548                 ASSERT(stage <= ZIO_STAGE_DONE);
1549
1550                 /*
1551                  * If we are in interrupt context and this pipeline stage
1552                  * will grab a config lock that is held across I/O,
1553                  * or may wait for an I/O that needs an interrupt thread
1554                  * to complete, issue async to avoid deadlock.
1555                  *
1556                  * For VDEV_IO_START, we cut in line so that the io will
1557                  * be sent to disk promptly.
1558                  */
1559                 if ((stage & ZIO_BLOCKING_STAGES) && zio->io_vd == NULL &&
1560                     zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT)) {
1561                         boolean_t cut = (stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START) ?
1562                             zio_requeue_io_start_cut_in_line : B_FALSE;
1563                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
1564                         return;
1565                 }
1566
1567                 zio->io_stage = stage;
1568                 rv = zio_pipeline[highbit64(stage) - 1](zio);
1569
1570                 if (rv == ZIO_PIPELINE_STOP)
1571                         return;
1572
1573                 ASSERT(rv == ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1574         }
1575 }
1576
1577 /*
1578  * ==========================================================================
1579  * Initiate I/O, either sync or async
1580  * ==========================================================================
1581  */
1582 int
1583 zio_wait(zio_t *zio)
1584 {
1585         int error;
1586
1587         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1588         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1589
1590         zio->io_waiter = curthread;
1591
1592         zio_execute(zio);
1593
1594         mutex_enter(&zio->io_lock);
1595         while (zio->io_executor != NULL)
1596                 cv_wait(&zio->io_cv, &zio->io_lock);
1597         mutex_exit(&zio->io_lock);
1598
1599         error = zio->io_error;
1600         zio_destroy(zio);
1601
1602         return (error);
1603 }
1604
1605 void
1606 zio_nowait(zio_t *zio)
1607 {
1608         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1609
1610         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1611             zio_unique_parent(zio) == NULL) {
1612                 /*
1613                  * This is a logical async I/O with no parent to wait for it.
1614                  * We add it to the spa_async_root_zio "Godfather" I/O which
1615                  * will ensure they complete prior to unloading the pool.
1616                  */
1617                 spa_t *spa = zio->io_spa;
1618
1619                 zio_add_child(spa->spa_async_zio_root[CPU_SEQID], zio);
1620         }
1621
1622         zio_execute(zio);
1623 }
1624
1625 /*
1626  * ==========================================================================
1627  * Reexecute or suspend/resume failed I/O
1628  * ==========================================================================
1629  */
1630
1631 static void
1632 zio_reexecute(zio_t *pio)
1633 {
1634         zio_t *cio, *cio_next;
1635
1636         ASSERT(pio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1637         ASSERT(pio->io_orig_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1638         ASSERT(pio->io_gang_leader == NULL);
1639         ASSERT(pio->io_gang_tree == NULL);
1640
1641         pio->io_flags = pio->io_orig_flags;
1642         pio->io_stage = pio->io_orig_stage;
1643         pio->io_pipeline = pio->io_orig_pipeline;
1644         pio->io_reexecute = 0;
1645         pio->io_flags |= ZIO_FLAG_REEXECUTED;
1646         pio->io_error = 0;
1647         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1648                 pio->io_state[w] = 0;
1649         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
1650                 pio->io_child_error[c] = 0;
1651
1652         if (IO_IS_ALLOCATING(pio))
1653                 BP_ZERO(pio->io_bp);
1654
1655         /*
1656          * As we reexecute pio's children, new children could be created.
1657          * New children go to the head of pio's io_child_list, however,
1658          * so we will (correctly) not reexecute them.  The key is that
1659          * the remainder of pio's io_child_list, from 'cio_next' onward,
1660          * cannot be affected by any side effects of reexecuting 'cio'.
1661          */
1662         for (cio = zio_walk_children(pio); cio != NULL; cio = cio_next) {
1663                 cio_next = zio_walk_children(pio);
1664                 mutex_enter(&pio->io_lock);
1665                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1666                         pio->io_children[cio->io_child_type][w]++;
1667                 mutex_exit(&pio->io_lock);
1668                 zio_reexecute(cio);
1669         }
1670
1671         /*
1672          * Now that all children have been reexecuted, execute the parent.
1673          * We don't reexecute "The Godfather" I/O here as it's the
1674          * responsibility of the caller to wait on him.
1675          */
1676         if (!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER))
1677                 zio_execute(pio);
1678 }
1679
1680 void
1681 zio_suspend(spa_t *spa, zio_t *zio)
1682 {
1683         if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_PANIC)
1684                 fm_panic("Pool '%s' has encountered an uncorrectable I/O "
1685                     "failure and the failure mode property for this pool "
1686                     "is set to panic.", spa_name(spa));
1687
1688         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO_FAILURE, spa, NULL, NULL, 0, 0);
1689
1690         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1691
1692         if (spa->spa_suspend_zio_root == NULL)
1693                 spa->spa_suspend_zio_root = zio_root(spa, NULL, NULL,
1694                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE |
1695                     ZIO_FLAG_GODFATHER);
1696
1697         spa->spa_suspended = B_TRUE;
1698
1699         if (zio != NULL) {
1700                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
1701                 ASSERT(zio != spa->spa_suspend_zio_root);
1702                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1703                 ASSERT(zio_unique_parent(zio) == NULL);
1704                 ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DONE);
1705                 zio_add_child(spa->spa_suspend_zio_root, zio);
1706         }
1707
1708         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1709 }
1710
1711 int
1712 zio_resume(spa_t *spa)
1713 {
1714         zio_t *pio;
1715
1716         /*
1717          * Reexecute all previously suspended i/o.
1718          */
1719         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1720         spa->spa_suspended = B_FALSE;
1721         cv_broadcast(&spa->spa_suspend_cv);
1722         pio = spa->spa_suspend_zio_root;
1723         spa->spa_suspend_zio_root = NULL;
1724         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1725
1726         if (pio == NULL)
1727                 return (0);
1728
1729         zio_reexecute(pio);
1730         return (zio_wait(pio));
1731 }
1732
1733 void
1734 zio_resume_wait(spa_t *spa)
1735 {
1736         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1737         while (spa_suspended(spa))
1738                 cv_wait(&spa->spa_suspend_cv, &spa->spa_suspend_lock);
1739         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1740 }
1741
1742 /*
1743  * ==========================================================================
1744  * Gang blocks.
1745  *
1746  * A gang block is a collection of small blocks that looks to the DMU
1747  * like one large block.  When zio_dva_allocate() cannot find a block
1748  * of the requested size, due to either severe fragmentation or the pool
1749  * being nearly full, it calls zio_write_gang_block() to construct the
1750  * block from smaller fragments.
1751  *
1752  * A gang block consists of a gang header (zio_gbh_phys_t) and up to
1753  * three (SPA_GBH_NBLKPTRS) gang members.  The gang header is just like
1754  * an indirect block: it's an array of block pointers.  It consumes
1755  * only one sector and hence is allocatable regardless of fragmentation.
1756  * The gang header's bps point to its gang members, which hold the data.
1757  *
1758  * Gang blocks are self-checksumming, using the bp's <vdev, offset, txg>
1759  * as the verifier to ensure uniqueness of the SHA256 checksum.
1760  * Critically, the gang block bp's blk_cksum is the checksum of the data,
1761  * not the gang header.  This ensures that data block signatures (needed for
1762  * deduplication) are independent of how the block is physically stored.
1763  *
1764  * Gang blocks can be nested: a gang member may itself be a gang block.
1765  * Thus every gang block is a tree in which root and all interior nodes are
1766  * gang headers, and the leaves are normal blocks that contain user data.
1767  * The root of the gang tree is called the gang leader.
1768  *
1769  * To perform any operation (read, rewrite, free, claim) on a gang block,
1770  * zio_gang_assemble() first assembles the gang tree (minus data leaves)
1771  * in the io_gang_tree field of the original logical i/o by recursively
1772  * reading the gang leader and all gang headers below it.  This yields
1773  * an in-core tree containing the contents of every gang header and the
1774  * bps for every constituent of the gang block.
1775  *
1776  * With the gang tree now assembled, zio_gang_issue() just walks the gang tree
1777  * and invokes a callback on each bp.  To free a gang block, zio_gang_issue()
1778  * calls zio_free_gang() -- a trivial wrapper around zio_free() -- for each bp.
1779  * zio_claim_gang() provides a similarly trivial wrapper for zio_claim().
1780  * zio_read_gang() is a wrapper around zio_read() that omits reading gang
1781  * headers, since we already have those in io_gang_tree.  zio_rewrite_gang()
1782  * performs a zio_rewrite() of the data or, for gang headers, a zio_rewrite()
1783  * of the gang header plus zio_checksum_compute() of the data to update the
1784  * gang header's blk_cksum as described above.
1785  *
1786  * The two-phase assemble/issue model solves the problem of partial failure --
1787  * what if you'd freed part of a gang block but then couldn't read the
1788  * gang header for another part?  Assembling the entire gang tree first
1789  * ensures that all the necessary gang header I/O has succeeded before
1790  * starting the actual work of free, claim, or write.  Once the gang tree
1791  * is assembled, free and claim are in-memory operations that cannot fail.
1792  *
1793  * In the event that a gang write fails, zio_dva_unallocate() walks the
1794  * gang tree to immediately free (i.e. insert back into the space map)
1795  * everything we've allocated.  This ensures that we don't get ENOSPC
1796  * errors during repeated suspend/resume cycles due to a flaky device.
1797  *
1798  * Gang rewrites only happen during sync-to-convergence.  If we can't assemble
1799  * the gang tree, we won't modify the block, so we can safely defer the free
1800  * (knowing that the block is still intact).  If we *can* assemble the gang
1801  * tree, then even if some of the rewrites fail, zio_dva_unallocate() will free
1802  * each constituent bp and we can allocate a new block on the next sync pass.
1803  *
1804  * In all cases, the gang tree allows complete recovery from partial failure.
1805  * ==========================================================================
1806  */
1807
1808 static zio_t *
1809 zio_read_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1810 {
1811         if (gn != NULL)
1812                 return (pio);
1813
1814         return (zio_read(pio, pio->io_spa, bp, data, BP_GET_PSIZE(bp),
1815             NULL, NULL, pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1816             &pio->io_bookmark));
1817 }
1818
1819 zio_t *
1820 zio_rewrite_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1821 {
1822         zio_t *zio;
1823
1824         if (gn != NULL) {
1825                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1826                     gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL, pio->io_priority,
1827                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1828                 /*
1829                  * As we rewrite each gang header, the pipeline will compute
1830                  * a new gang block header checksum for it; but no one will
1831                  * compute a new data checksum, so we do that here.  The one
1832                  * exception is the gang leader: the pipeline already computed
1833                  * its data checksum because that stage precedes gang assembly.
1834                  * (Presently, nothing actually uses interior data checksums;
1835                  * this is just good hygiene.)
1836                  */
1837                 if (gn != pio->io_gang_leader->io_gang_tree) {
1838                         zio_checksum_compute(zio, BP_GET_CHECKSUM(bp),
1839                             data, BP_GET_PSIZE(bp));
1840                 }
1841                 /*
1842                  * If we are here to damage data for testing purposes,
1843                  * leave the GBH alone so that we can detect the damage.
1844                  */
1845                 if (pio->io_gang_leader->io_flags & ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE)
1846                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
1847         } else {
1848                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1849                     data, BP_GET_PSIZE(bp), NULL, NULL, pio->io_priority,
1850                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1851         }
1852
1853         return (zio);
1854 }
1855
1856 /* ARGSUSED */
1857 zio_t *
1858 zio_free_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1859 {
1860         return (zio_free_sync(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1861             BP_IS_GANG(bp) ? SPA_GANGBLOCKSIZE : BP_GET_PSIZE(bp),
1862             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1863 }
1864
1865 /* ARGSUSED */
1866 zio_t *
1867 zio_claim_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1868 {
1869         return (zio_claim(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1870             NULL, NULL, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1871 }
1872
1873 static zio_gang_issue_func_t *zio_gang_issue_func[ZIO_TYPES] = {
1874         NULL,
1875         zio_read_gang,
1876         zio_rewrite_gang,
1877         zio_free_gang,
1878         zio_claim_gang,
1879         NULL
1880 };
1881
1882 static void zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio);
1883
1884 static zio_gang_node_t *
1885 zio_gang_node_alloc(zio_gang_node_t **gnpp)
1886 {
1887         zio_gang_node_t *gn;
1888
1889         ASSERT(*gnpp == NULL);
1890
1891         gn = kmem_zalloc(sizeof (*gn), KM_SLEEP);
1892         gn->gn_gbh = zio_buf_alloc(SPA_GANGBLOCKSIZE);
1893         *gnpp = gn;
1894
1895         return (gn);
1896 }
1897
1898 static void
1899 zio_gang_node_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1900 {
1901         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1902
1903         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1904                 ASSERT(gn->gn_child[g] == NULL);
1905
1906         zio_buf_free(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1907         kmem_free(gn, sizeof (*gn));
1908         *gnpp = NULL;
1909 }
1910
1911 static void
1912 zio_gang_tree_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1913 {
1914         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1915
1916         if (gn == NULL)
1917                 return;
1918
1919         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1920                 zio_gang_tree_free(&gn->gn_child[g]);
1921
1922         zio_gang_node_free(gnpp);
1923 }
1924
1925 static void
1926 zio_gang_tree_assemble(zio_t *gio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t **gnpp)
1927 {
1928         zio_gang_node_t *gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
1929
1930         ASSERT(gio->io_gang_leader == gio);
1931         ASSERT(BP_IS_GANG(bp));
1932
1933         zio_nowait(zio_read(gio, gio->io_spa, bp, gn->gn_gbh,
1934             SPA_GANGBLOCKSIZE, zio_gang_tree_assemble_done, gn,
1935             gio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(gio), &gio->io_bookmark));
1936 }
1937
1938 static void
1939 zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio)
1940 {
1941         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
1942         zio_gang_node_t *gn = zio->io_private;
1943         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1944
1945         ASSERT(gio == zio_unique_parent(zio));
1946         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
1947
1948         if (zio->io_error)
1949                 return;
1950
1951         if (BP_SHOULD_BYTESWAP(bp))
1952                 byteswap_uint64_array(zio->io_data, zio->io_size);
1953
1954         ASSERT(zio->io_data == gn->gn_gbh);
1955         ASSERT(zio->io_size == SPA_GANGBLOCKSIZE);
1956         ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1957
1958         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1959                 blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1960                 if (!BP_IS_GANG(gbp))
1961                         continue;
1962                 zio_gang_tree_assemble(gio, gbp, &gn->gn_child[g]);
1963         }
1964 }
1965
1966 static void
1967 zio_gang_tree_issue(zio_t *pio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp, void *data)
1968 {
1969         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1970         zio_t *zio;
1971
1972         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) == !!gn);
1973         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == BP_GET_CHECKSUM(gio->io_bp));
1974         ASSERT(BP_GET_LSIZE(bp) == BP_GET_PSIZE(bp) || gn == gio->io_gang_tree);
1975
1976         /*
1977          * If you're a gang header, your data is in gn->gn_gbh.
1978          * If you're a gang member, your data is in 'data' and gn == NULL.
1979          */
1980         zio = zio_gang_issue_func[gio->io_type](pio, bp, gn, data);
1981
1982         if (gn != NULL) {
1983                 ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1984
1985                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1986                         blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1987                         if (BP_IS_HOLE(gbp))
1988                                 continue;
1989                         zio_gang_tree_issue(zio, gn->gn_child[g], gbp, data);
1990                         data = (char *)data + BP_GET_PSIZE(gbp);
1991                 }
1992         }
1993
1994         if (gn == gio->io_gang_tree && gio->io_data != NULL)
1995                 ASSERT3P((char *)gio->io_data + gio->io_size, ==, data);
1996
1997         if (zio != pio)
1998                 zio_nowait(zio);
1999 }
2000
2001 static int
2002 zio_gang_assemble(zio_t *zio)
2003 {
2004         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2005
2006         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == NULL);
2007         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2008
2009         zio->io_gang_leader = zio;
2010
2011         zio_gang_tree_assemble(zio, bp, &zio->io_gang_tree);
2012
2013         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2014 }
2015
2016 static int
2017 zio_gang_issue(zio_t *zio)
2018 {
2019         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2020
2021         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE))
2022                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2023
2024         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == zio);
2025         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2026
2027         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_GANG] == 0)
2028                 zio_gang_tree_issue(zio, zio->io_gang_tree, bp, zio->io_data);
2029         else
2030                 zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
2031
2032         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2033
2034         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2035 }
2036
2037 static void
2038 zio_write_gang_member_ready(zio_t *zio)
2039 {
2040         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
2041         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
2042         dva_t *cdva = zio->io_bp->blk_dva;
2043         dva_t *pdva = pio->io_bp->blk_dva;
2044         uint64_t asize;
2045
2046         if (BP_IS_HOLE(zio->io_bp))
2047                 return;
2048
2049         ASSERT(BP_IS_HOLE(&zio->io_bp_orig));
2050
2051         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG);
2052         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, ==, gio->io_prop.zp_copies);
2053         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
2054         ASSERT3U(pio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
2055         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(zio->io_bp), <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
2056
2057         mutex_enter(&pio->io_lock);
2058         for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(zio->io_bp); d++) {
2059                 ASSERT(DVA_GET_GANG(&pdva[d]));
2060                 asize = DVA_GET_ASIZE(&pdva[d]);
2061                 asize += DVA_GET_ASIZE(&cdva[d]);
2062                 DVA_SET_ASIZE(&pdva[d], asize);
2063         }
2064         mutex_exit(&pio->io_lock);
2065 }
2066
2067 static int
2068 zio_write_gang_block(zio_t *pio)
2069 {
2070         spa_t *spa = pio->io_spa;
2071         blkptr_t *bp = pio->io_bp;
2072         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
2073         zio_t *zio;
2074         zio_gang_node_t *gn, **gnpp;
2075         zio_gbh_phys_t *gbh;
2076         uint64_t txg = pio->io_txg;
2077         uint64_t resid = pio->io_size;
2078         uint64_t lsize;
2079         int copies = gio->io_prop.zp_copies;
2080         int gbh_copies = MIN(copies + 1, spa_max_replication(spa));
2081         zio_prop_t zp;
2082         int error;
2083
2084         error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), SPA_GANGBLOCKSIZE,
2085             bp, gbh_copies, txg, pio == gio ? NULL : gio->io_bp,
2086             METASLAB_HINTBP_FAVOR | METASLAB_GANG_HEADER);
2087         if (error) {
2088                 pio->io_error = error;
2089                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2090         }
2091
2092         if (pio == gio) {
2093                 gnpp = &gio->io_gang_tree;
2094         } else {
2095                 gnpp = pio->io_private;
2096                 ASSERT(pio->io_ready == zio_write_gang_member_ready);
2097         }
2098
2099         gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
2100         gbh = gn->gn_gbh;
2101         bzero(gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
2102
2103         /*
2104          * Create the gang header.
2105          */
2106         zio = zio_rewrite(pio, spa, txg, bp, gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL,
2107             pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
2108
2109         /*
2110          * Create and nowait the gang children.
2111          */
2112         for (int g = 0; resid != 0; resid -= lsize, g++) {
2113                 lsize = P2ROUNDUP(resid / (SPA_GBH_NBLKPTRS - g),
2114                     SPA_MINBLOCKSIZE);
2115                 ASSERT(lsize >= SPA_MINBLOCKSIZE && lsize <= resid);
2116
2117                 zp.zp_checksum = gio->io_prop.zp_checksum;
2118                 zp.zp_compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
2119                 zp.zp_type = DMU_OT_NONE;
2120                 zp.zp_level = 0;
2121                 zp.zp_copies = gio->io_prop.zp_copies;
2122                 zp.zp_dedup = B_FALSE;
2123                 zp.zp_dedup_verify = B_FALSE;
2124                 zp.zp_nopwrite = B_FALSE;
2125
2126                 zio_nowait(zio_write(zio, spa, txg, &gbh->zg_blkptr[g],
2127                     (char *)pio->io_data + (pio->io_size - resid), lsize, &zp,
2128                     zio_write_gang_member_ready, NULL, NULL, NULL,
2129                     &gn->gn_child[g], pio->io_priority,
2130                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark));
2131         }
2132
2133         /*
2134          * Set pio's pipeline to just wait for zio to finish.
2135          */
2136         pio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2137
2138         zio_nowait(zio);
2139
2140         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2141 }
2142
2143 /*
2144  * The zio_nop_write stage in the pipeline determines if allocating a
2145  * new bp is necessary.  The nopwrite feature can handle writes in
2146  * either syncing or open context (i.e. zil writes) and as a result is
2147  * mutually exclusive with dedup.
2148  *
2149  * By leveraging a cryptographically secure checksum, such as SHA256, we
2150  * can compare the checksums of the new data and the old to determine if
2151  * allocating a new block is required.  Note that our requirements for
2152  * cryptographic strength are fairly weak: there can't be any accidental
2153  * hash collisions, but we don't need to be secure against intentional
2154  * (malicious) collisions.  To trigger a nopwrite, you have to be able
2155  * to write the file to begin with, and triggering an incorrect (hash
2156  * collision) nopwrite is no worse than simply writing to the file.
2157  * That said, there are no known attacks against the checksum algorithms
2158  * used for nopwrite, assuming that the salt and the checksums
2159  * themselves remain secret.
2160  */
2161 static int
2162 zio_nop_write(zio_t *zio)
2163 {
2164         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2165         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
2166         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2167
2168         ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
2169         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
2170         ASSERT(zp->zp_nopwrite);
2171         ASSERT(!zp->zp_dedup);
2172         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2173         ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
2174
2175         /*
2176          * Check to see if the original bp and the new bp have matching
2177          * characteristics (i.e. same checksum, compression algorithms, etc).
2178          * If they don't then just continue with the pipeline which will
2179          * allocate a new bp.
2180          */
2181         if (BP_IS_HOLE(bp_orig) ||
2182             !(zio_checksum_table[BP_GET_CHECKSUM(bp)].ci_flags &
2183             ZCHECKSUM_FLAG_NOPWRITE) ||
2184             BP_GET_CHECKSUM(bp) != BP_GET_CHECKSUM(bp_orig) ||
2185             BP_GET_COMPRESS(bp) != BP_GET_COMPRESS(bp_orig) ||
2186             BP_GET_DEDUP(bp) != BP_GET_DEDUP(bp_orig) ||
2187             zp->zp_copies != BP_GET_NDVAS(bp_orig))
2188                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2189
2190         /*
2191          * If the checksums match then reset the pipeline so that we
2192          * avoid allocating a new bp and issuing any I/O.
2193          */
2194         if (ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, bp_orig->blk_cksum)) {
2195                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_flags &
2196                     ZCHECKSUM_FLAG_NOPWRITE);
2197                 ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(bp), ==, BP_GET_PSIZE(bp_orig));
2198                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(bp), ==, BP_GET_LSIZE(bp_orig));
2199                 ASSERT(zp->zp_compress != ZIO_COMPRESS_OFF);
2200                 ASSERT(bcmp(&bp->blk_prop, &bp_orig->blk_prop,
2201                     sizeof (uint64_t)) == 0);
2202
2203                 *bp = *bp_orig;
2204                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2205                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
2206         }
2207
2208         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2209 }
2210
2211 /*
2212  * ==========================================================================
2213  * Dedup
2214  * ==========================================================================
2215  */
2216 static void
2217 zio_ddt_child_read_done(zio_t *zio)
2218 {
2219         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2220         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2221         ddt_phys_t *ddp;
2222         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
2223
2224         mutex_enter(&pio->io_lock);
2225         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2226         if (zio->io_error == 0)
2227                 ddt_phys_clear(ddp);    /* this ddp doesn't need repair */
2228         if (zio->io_error == 0 && dde->dde_repair_data == NULL)
2229                 dde->dde_repair_data = zio->io_data;
2230         else
2231                 zio_buf_free(zio->io_data, zio->io_size);
2232         mutex_exit(&pio->io_lock);
2233 }
2234
2235 static int
2236 zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
2237 {
2238         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2239
2240         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2241         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
2242         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2243
2244         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
2245                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2246                 ddt_entry_t *dde = ddt_repair_start(ddt, bp);
2247                 ddt_phys_t *ddp = dde->dde_phys;
2248                 ddt_phys_t *ddp_self = ddt_phys_select(dde, bp);
2249                 blkptr_t blk;
2250
2251                 ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
2252                 zio->io_vsd = dde;
2253
2254                 if (ddp_self == NULL)
2255                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2256
2257                 for (int p = 0; p < DDT_PHYS_TYPES; p++, ddp++) {
2258                         if (ddp->ddp_phys_birth == 0 || ddp == ddp_self)
2259                                 continue;
2260                         ddt_bp_create(ddt->ddt_checksum, &dde->dde_key, ddp,
2261                             &blk);
2262                         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, &blk,
2263                             zio_buf_alloc(zio->io_size), zio->io_size,
2264                             zio_ddt_child_read_done, dde, zio->io_priority,
2265                             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE,
2266                             &zio->io_bookmark));
2267                 }
2268                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2269         }
2270
2271         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, bp,
2272             zio->io_data, zio->io_size, NULL, NULL, zio->io_priority,
2273             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark));
2274
2275         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2276 }
2277
2278 static int
2279 zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
2280 {
2281         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2282
2283         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE))
2284                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2285
2286         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2287         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
2288         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2289
2290         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
2291                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2292                 ddt_entry_t *dde = zio->io_vsd;
2293                 if (ddt == NULL) {
2294                         ASSERT(spa_load_state(zio->io_spa) != SPA_LOAD_NONE);
2295                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2296                 }
2297                 if (dde == NULL) {
2298                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_DDT_READ_START >> 1;
2299                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
2300                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2301                 }
2302                 if (dde->dde_repair_data != NULL) {
2303                         bcopy(dde->dde_repair_data, zio->io_data, zio->io_size);
2304                         zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT] = 0;
2305                 }
2306                 ddt_repair_done(ddt, dde);
2307                 zio->io_vsd = NULL;
2308         }
2309
2310         ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
2311
2312         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2313 }
2314
2315 static boolean_t
2316 zio_ddt_collision(zio_t *zio, ddt_t *ddt, ddt_entry_t *dde)
2317 {
2318         spa_t *spa = zio->io_spa;
2319
2320         /*
2321          * Note: we compare the original data, not the transformed data,
2322          * because when zio->io_bp is an override bp, we will not have
2323          * pushed the I/O transforms.  That's an important optimization
2324          * because otherwise we'd compress/encrypt all dmu_sync() data twice.
2325          */
2326         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2327                 zio_t *lio = dde->dde_lead_zio[p];
2328
2329                 if (lio != NULL) {
2330                         return (lio->io_orig_size != zio->io_orig_size ||
2331                             bcmp(zio->io_orig_data, lio->io_orig_data,
2332                             zio->io_orig_size) != 0);
2333                 }
2334         }
2335
2336         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2337                 ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2338
2339                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0) {
2340                         arc_buf_t *abuf = NULL;
2341                         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_WAIT;
2342                         blkptr_t blk = *zio->io_bp;
2343                         int error;
2344
2345                         ddt_bp_fill(ddp, &blk, ddp->ddp_phys_birth);
2346
2347                         ddt_exit(ddt);
2348
2349                         error = arc_read(NULL, spa, &blk,
2350                             arc_getbuf_func, &abuf, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
2351                             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2352                             &aflags, &zio->io_bookmark);
2353
2354                         if (error == 0) {
2355                                 if (arc_buf_size(abuf) != zio->io_orig_size ||
2356                                     bcmp(abuf->b_data, zio->io_orig_data,
2357                                     zio->io_orig_size) != 0)
2358                                         error = SET_ERROR(EEXIST);
2359                                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(abuf, &abuf));
2360                         }
2361
2362                         ddt_enter(ddt);
2363                         return (error != 0);
2364                 }
2365         }
2366
2367         return (B_FALSE);
2368 }
2369
2370 static void
2371 zio_ddt_child_write_ready(zio_t *zio)
2372 {
2373         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2374         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2375         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2376         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2377         zio_t *pio;
2378
2379         if (zio->io_error)
2380                 return;
2381
2382         ddt_enter(ddt);
2383
2384         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2385
2386         ddt_phys_fill(ddp, zio->io_bp);
2387
2388         while ((pio = zio_walk_parents(zio)) != NULL)
2389                 ddt_bp_fill(ddp, pio->io_bp, zio->io_txg);
2390
2391         ddt_exit(ddt);
2392 }
2393
2394 static void
2395 zio_ddt_child_write_done(zio_t *zio)
2396 {
2397         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2398         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2399         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2400         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2401
2402         ddt_enter(ddt);
2403
2404         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2405         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2406         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2407
2408         if (zio->io_error == 0) {
2409                 while (zio_walk_parents(zio) != NULL)
2410                         ddt_phys_addref(ddp);
2411         } else {
2412                 ddt_phys_clear(ddp);
2413         }
2414
2415         ddt_exit(ddt);
2416 }
2417
2418 static void
2419 zio_ddt_ditto_write_done(zio_t *zio)
2420 {
2421         int p = DDT_PHYS_DITTO;
2422         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2423         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2424         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2425         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2426         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2427         ddt_key_t *ddk = &dde->dde_key;
2428
2429         ddt_enter(ddt);
2430
2431         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2432         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2433         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2434
2435         if (zio->io_error == 0) {
2436                 ASSERT(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, ddk->ddk_cksum));
2437                 ASSERT(zp->zp_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2438                 ASSERT(zp->zp_copies == BP_GET_NDVAS(bp) - BP_IS_GANG(bp));
2439                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2440                         ddt_phys_free(ddt, ddk, ddp, zio->io_txg);
2441                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2442         }
2443
2444         ddt_exit(ddt);
2445 }
2446
2447 static int
2448 zio_ddt_write(zio_t *zio)
2449 {
2450         spa_t *spa = zio->io_spa;
2451         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2452         uint64_t txg = zio->io_txg;
2453         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2454         int p = zp->zp_copies;
2455         int ditto_copies;
2456         zio_t *cio = NULL;
2457         zio_t *dio = NULL;
2458         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2459         ddt_entry_t *dde;
2460         ddt_phys_t *ddp;
2461
2462         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2463         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum);
2464         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp) || zio->io_bp_override);
2465
2466         ddt_enter(ddt);
2467         dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2468         ddp = &dde->dde_phys[p];
2469
2470         if (zp->zp_dedup_verify && zio_ddt_collision(zio, ddt, dde)) {
2471                 /*
2472                  * If we're using a weak checksum, upgrade to a strong checksum
2473                  * and try again.  If we're already using a strong checksum,
2474                  * we can't resolve it, so just convert to an ordinary write.
2475                  * (And automatically e-mail a paper to Nature?)
2476                  */
2477                 if (!(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_flags &
2478                     ZCHECKSUM_FLAG_DEDUP)) {
2479                         zp->zp_checksum = spa_dedup_checksum(spa);
2480                         zio_pop_transforms(zio);
2481                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2482                         BP_ZERO(bp);
2483                 } else {
2484                         zp->zp_dedup = B_FALSE;
2485                 }
2486                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2487                 ddt_exit(ddt);
2488                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2489         }
2490
2491         ditto_copies = ddt_ditto_copies_needed(ddt, dde, ddp);
2492         ASSERT(ditto_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2493
2494         if (ditto_copies > ddt_ditto_copies_present(dde) &&
2495             dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] == NULL) {
2496                 zio_prop_t czp = *zp;
2497
2498                 czp.zp_copies = ditto_copies;
2499
2500                 /*
2501                  * If we arrived here with an override bp, we won't have run
2502                  * the transform stack, so we won't have the data we need to
2503                  * generate a child i/o.  So, toss the override bp and restart.
2504                  * This is safe, because using the override bp is just an
2505                  * optimization; and it's rare, so the cost doesn't matter.
2506                  */
2507                 if (zio->io_bp_override) {
2508                         zio_pop_transforms(zio);
2509                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2510                         zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2511                         zio->io_bp_override = NULL;
2512                         BP_ZERO(bp);
2513                         ddt_exit(ddt);
2514                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2515                 }
2516
2517                 dio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2518                     zio->io_orig_size, &czp, NULL, NULL,
2519                     NULL, zio_ddt_ditto_write_done, dde, zio->io_priority,
2520                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2521
2522                 zio_push_transform(dio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2523                 dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] = dio;
2524         }
2525
2526         if (ddp->ddp_phys_birth != 0 || dde->dde_lead_zio[p] != NULL) {
2527                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2528                         ddt_bp_fill(ddp, bp, txg);
2529                 if (dde->dde_lead_zio[p] != NULL)
2530                         zio_add_child(zio, dde->dde_lead_zio[p]);
2531                 else
2532                         ddt_phys_addref(ddp);
2533         } else if (zio->io_bp_override) {
2534                 ASSERT(bp->blk_birth == txg);
2535                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, zio->io_bp_override));
2536                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2537                 ddt_phys_addref(ddp);
2538         } else {
2539                 cio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2540                     zio->io_orig_size, zp,
2541                     zio_ddt_child_write_ready, NULL, NULL,
2542                     zio_ddt_child_write_done, dde, zio->io_priority,
2543                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2544
2545                 zio_push_transform(cio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2546                 dde->dde_lead_zio[p] = cio;
2547         }
2548
2549         ddt_exit(ddt);
2550
2551         if (cio)
2552                 zio_nowait(cio);
2553         if (dio)
2554                 zio_nowait(dio);
2555
2556         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2557 }
2558
2559 ddt_entry_t *freedde; /* for debugging */
2560
2561 static int
2562 zio_ddt_free(zio_t *zio)
2563 {
2564         spa_t *spa = zio->io_spa;
2565         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2566         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2567         ddt_entry_t *dde;
2568         ddt_phys_t *ddp;
2569
2570         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2571         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2572
2573         ddt_enter(ddt);
2574         freedde = dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2575         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2576         ddt_phys_decref(ddp);
2577         ddt_exit(ddt);
2578
2579         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2580 }
2581
2582 /*
2583  * ==========================================================================
2584  * Allocate and free blocks
2585  * ==========================================================================
2586  */
2587 static int
2588 zio_dva_allocate(zio_t *zio)
2589 {
2590         spa_t *spa = zio->io_spa;
2591         metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(spa);
2592         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2593         int error;
2594         int flags = 0;
2595
2596         if (zio->io_gang_leader == NULL) {
2597                 ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2598                 zio->io_gang_leader = zio;
2599         }
2600
2601         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
2602         ASSERT0(BP_GET_NDVAS(bp));
2603         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, >, 0);
2604         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, spa_max_replication(spa));
2605         ASSERT3U(zio->io_size, ==, BP_GET_PSIZE(bp));
2606
2607         /*
2608          * The dump device does not support gang blocks so allocation on
2609          * behalf of the dump device (i.e. ZIO_FLAG_NODATA) must avoid
2610          * the "fast" gang feature.
2611          */
2612         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) ? METASLAB_GANG_AVOID : 0;
2613         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD) ?
2614             METASLAB_GANG_CHILD : 0;
2615         error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp,
2616             zio->io_prop.zp_copies, zio->io_txg, NULL, flags);
2617
2618         if (error) {
2619                 spa_dbgmsg(spa, "%s: metaslab allocation failure: zio %p, "
2620                     "size %llu, error %d", spa_name(spa), zio, zio->io_size,
2621                     error);
2622                 if (error == ENOSPC && zio->io_size > SPA_MINBLOCKSIZE)
2623                         return (zio_write_gang_block(zio));
2624                 zio->io_error = error;
2625         }
2626
2627         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2628 }
2629
2630 static int
2631 zio_dva_free(zio_t *zio)
2632 {
2633         metaslab_free(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg, B_FALSE);
2634
2635         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2636 }
2637
2638 static int
2639 zio_dva_claim(zio_t *zio)
2640 {
2641         int error;
2642
2643         error = metaslab_claim(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg);
2644         if (error)
2645                 zio->io_error = error;
2646
2647         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2648 }
2649
2650 /*
2651  * Undo an allocation.  This is used by zio_done() when an I/O fails
2652  * and we want to give back the block we just allocated.
2653  * This handles both normal blocks and gang blocks.
2654  */
2655 static void
2656 zio_dva_unallocate(zio_t *zio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp)
2657 {
2658         ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
2659         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2660
2661         if (!BP_IS_HOLE(bp))
2662                 metaslab_free(zio->io_spa, bp, bp->blk_birth, B_TRUE);
2663
2664         if (gn != NULL) {
2665                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
2666                         zio_dva_unallocate(zio, gn->gn_child[g],
2667                             &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g]);
2668                 }
2669         }
2670 }
2671
2672 /*
2673  * Try to allocate an intent log block.  Return 0 on success, errno on failure.
2674  */
2675 int
2676 zio_alloc_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *new_bp, blkptr_t *old_bp,
2677     uint64_t size, boolean_t use_slog)
2678 {
2679         int error = 1;
2680
2681         ASSERT(txg > spa_syncing_txg(spa));
2682
2683         /*
2684          * ZIL blocks are always contiguous (i.e. not gang blocks) so we
2685          * set the METASLAB_GANG_AVOID flag so that they don't "fast gang"
2686          * when allocating them.
2687          */
2688         if (use_slog) {
2689                 error = metaslab_alloc(spa, spa_log_class(spa), size,
2690                     new_bp, 1, txg, old_bp,
2691                     METASLAB_HINTBP_AVOID | METASLAB_GANG_AVOID);
2692         }
2693
2694         if (error) {
2695                 error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), size,
2696                     new_bp, 1, txg, old_bp,
2697                     METASLAB_HINTBP_AVOID);
2698         }
2699
2700         if (error == 0) {
2701                 BP_SET_LSIZE(new_bp, size);
2702                 BP_SET_PSIZE(new_bp, size);
2703                 BP_SET_COMPRESS(new_bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
2704                 BP_SET_CHECKSUM(new_bp,
2705                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_SLIM_ZIL
2706                     ? ZIO_CHECKSUM_ZILOG2 : ZIO_CHECKSUM_ZILOG);
2707                 BP_SET_TYPE(new_bp, DMU_OT_INTENT_LOG);
2708                 BP_SET_LEVEL(new_bp, 0);
2709                 BP_SET_DEDUP(new_bp, 0);
2710                 BP_SET_BYTEORDER(new_bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
2711         }
2712
2713         return (error);
2714 }
2715
2716 /*
2717  * Free an intent log block.
2718  */
2719 void
2720 zio_free_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp)
2721 {
2722         ASSERT(BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_INTENT_LOG);
2723         ASSERT(!BP_IS_GANG(bp));
2724
2725         zio_free(spa, txg, bp);
2726 }
2727
2728 /*
2729  * ==========================================================================
2730  * Read, write and delete to physical devices
2731  * ==========================================================================
2732  */
2733
2734
2735 /*
2736  * Issue an I/O to the underlying vdev. Typically the issue pipeline
2737  * stops after this stage and will resume upon I/O completion.
2738  * However, there are instances where the vdev layer may need to
2739  * continue the pipeline when an I/O was not issued. Since the I/O
2740  * that was sent to the vdev layer might be different than the one
2741  * currently active in the pipeline (see vdev_queue_io()), we explicitly
2742  * force the underlying vdev layers to call either zio_execute() or
2743  * zio_interrupt() to ensure that the pipeline continues with the correct I/O.
2744  */
2745 static int
2746 zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
2747 {
2748         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2749         uint64_t align;
2750         spa_t *spa = zio->io_spa;
2751         int ret;
2752
2753         ASSERT(zio->io_error == 0);
2754         ASSERT(zio->io_child_error[ZIO_CHILD_VDEV] == 0);
2755
2756         if (vd == NULL) {
2757                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2758                         spa_config_enter(spa, SCL_ZIO, zio, RW_READER);
2759
2760                 /*
2761                  * The mirror_ops handle multiple DVAs in a single BP.
2762                  */
2763                 vdev_mirror_ops.vdev_op_io_start(zio);
2764                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2765         }
2766
2767         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE &&
2768             zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW) {
2769                 trim_map_free(vd, zio->io_offset, zio->io_size, zio->io_txg);
2770                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2771         }
2772
2773         /*
2774          * We keep track of time-sensitive I/Os so that the scan thread
2775          * can quickly react to certain workloads.  In particular, we care
2776          * about non-scrubbing, top-level reads and writes with the following
2777          * characteristics:
2778          *      - synchronous writes of user data to non-slog devices
2779          *      - any reads of user data
2780          * When these conditions are met, adjust the timestamp of spa_last_io
2781          * which allows the scan thread to adjust its workload accordingly.
2782          */
2783         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) && zio->io_bp != NULL &&
2784             vd == vd->vdev_top && !vd->vdev_islog &&
2785             zio->io_bookmark.zb_objset != DMU_META_OBJSET &&
2786             zio->io_txg != spa_syncing_txg(spa)) {
2787                 uint64_t old = spa->spa_last_io;
2788                 uint64_t new = ddi_get_lbolt64();
2789                 if (old != new)
2790                         (void) atomic_cas_64(&spa->spa_last_io, old, new);
2791         }
2792
2793         align = 1ULL << vd->vdev_top->vdev_ashift;
2794
2795         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL) &&
2796             P2PHASE(zio->io_size, align) != 0) {
2797                 /* Transform logical writes to be a full physical block size. */
2798                 uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
2799                 char *abuf = NULL;
2800                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2801                     zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2802                         abuf = zio_buf_alloc(asize);
2803                 ASSERT(vd == vd->vdev_top);
2804                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
2805                         bcopy(zio->io_data, abuf, zio->io_size);
2806                         bzero(abuf + zio->io_size, asize - zio->io_size);
2807                 }
2808                 zio_push_transform(zio, abuf, asize, abuf ? asize : 0,
2809                     zio_subblock);
2810         }
2811
2812         /*
2813          * If this is not a physical io, make sure that it is properly aligned
2814          * before proceeding.
2815          */
2816         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL)) {
2817                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, align));
2818                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, align));
2819         } else {
2820                 /*
2821                  * For the physical io we allow alignment
2822                  * to a logical block size.
2823                  */
2824                 uint64_t log_align =
2825                     1ULL << vd->vdev_top->vdev_logical_ashift;
2826                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, log_align));
2827                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, log_align));
2828         }
2829
2830         VERIFY(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || spa_writeable(spa));
2831
2832         /*
2833          * If this is a repair I/O, and there's no self-healing involved --
2834          * that is, we're just resilvering what we expect to resilver --
2835          * then don't do the I/O unless zio's txg is actually in vd's DTL.
2836          * This prevents spurious resilvering with nested replication.
2837          * For example, given a mirror of mirrors, (A+B)+(C+D), if only
2838          * A is out of date, we'll read from C+D, then use the data to
2839          * resilver A+B -- but we don't actually want to resilver B, just A.
2840          * The top-level mirror has no way to know this, so instead we just
2841          * discard unnecessary repairs as we work our way down the vdev tree.
2842          * The same logic applies to any form of nested replication:
2843          * ditto + mirror, RAID-Z + replacing, etc.  This covers them all.
2844          */
2845         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2846             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SELF_HEAL) &&
2847             zio->io_txg != 0 && /* not a delegated i/o */
2848             !vdev_dtl_contains(vd, DTL_PARTIAL, zio->io_txg, 1)) {
2849                 ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2850                 zio_vdev_io_bypass(zio);
2851                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2852         }
2853
2854         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
2855                 switch (zio->io_type) {
2856                 case ZIO_TYPE_READ:
2857                         if (vdev_cache_read(zio))
2858                                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2859                         /* FALLTHROUGH */
2860                 case ZIO_TYPE_WRITE:
2861                 case ZIO_TYPE_FREE:
2862                         if ((zio = vdev_queue_io(zio)) == NULL)
2863                                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2864
2865                         if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2866                                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2867                                 zio_interrupt(zio);
2868                                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2869                         }
2870                         break;
2871                 }
2872                 /*
2873                  * Note that we ignore repair writes for TRIM because they can
2874                  * conflict with normal writes. This isn't an issue because, by
2875                  * definition, we only repair blocks that aren't freed.
2876                  */
2877                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2878                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2879                     !trim_map_write_start(zio))
2880                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2881         }
2882
2883         vd->vdev_ops->vdev_op_io_start(zio);
2884         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2885 }
2886
2887 static int
2888 zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
2889 {
2890         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2891         vdev_ops_t *ops = vd ? vd->vdev_ops : &vdev_mirror_ops;
2892         boolean_t unexpected_error = B_FALSE;
2893
2894         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2895                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2896
2897         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2898             zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE || zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE);
2899
2900         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2901             (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE ||
2902             zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE)) {
2903
2904                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2905                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR))
2906                         trim_map_write_done(zio);
2907
2908                 vdev_queue_io_done(zio);
2909
2910                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2911                         vdev_cache_write(zio);
2912
2913                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2914                         zio->io_error = zio_handle_device_injection(vd,
2915                             zio, EIO);
2916
2917                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2918                         zio->io_error = zio_handle_label_injection(zio, EIO);
2919
2920                 if (zio->io_error) {
2921                         if (zio->io_error == ENOTSUP &&
2922                             zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) {
2923                                 /* Not all devices support TRIM. */
2924                         } else if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2925                                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2926                         } else {
2927                                 unexpected_error = B_TRUE;
2928                         }
2929                 }
2930         }
2931
2932         ops->vdev_op_io_done(zio);
2933
2934         if (unexpected_error)
2935                 VERIFY(vdev_probe(vd, zio) == NULL);
2936
2937         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2938 }
2939
2940 /*
2941  * For non-raidz ZIOs, we can just copy aside the bad data read from the
2942  * disk, and use that to finish the checksum ereport later.
2943  */
2944 static void
2945 zio_vsd_default_cksum_finish(zio_cksum_report_t *zcr,
2946     const void *good_buf)
2947 {
2948         /* no processing needed */
2949         zfs_ereport_finish_checksum(zcr, good_buf, zcr->zcr_cbdata, B_FALSE);
2950 }
2951
2952 /*ARGSUSED*/
2953 void
2954 zio_vsd_default_cksum_report(zio_t *zio, zio_cksum_report_t *zcr, void *ignored)
2955 {
2956         void *buf = zio_buf_alloc(zio->io_size);
2957
2958         bcopy(zio->io_data, buf, zio->io_size);
2959
2960         zcr->zcr_cbinfo = zio->io_size;
2961         zcr->zcr_cbdata = buf;
2962         zcr->zcr_finish = zio_vsd_default_cksum_finish;
2963         zcr->zcr_free = zio_buf_free;
2964 }
2965
2966 static int
2967 zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
2968 {
2969         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2970
2971         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2972                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2973
2974         if (vd == NULL && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2975                 spa_config_exit(zio->io_spa, SCL_ZIO, zio);
2976
2977         if (zio->io_vsd != NULL) {
2978                 zio->io_vsd_ops->vsd_free(zio);
2979                 zio->io_vsd = NULL;
2980         }
2981
2982         if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2983                 zio->io_error = zio_handle_fault_injection(zio, EIO);
2984
2985         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE &&
2986             zio->io_priority != ZIO_PRIORITY_NOW) {
2987                 switch (zio->io_error) {
2988                 case 0:
2989                         ZIO_TRIM_STAT_INCR(bytes, zio->io_size);
2990                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(success);
2991                         break;
2992                 case EOPNOTSUPP:
2993                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(unsupported);
2994                         break;
2995                 default:
2996                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(failed);
2997                         break;
2998                 }
2999         }
3000
3001         /*
3002          * If the I/O failed, determine whether we should attempt to retry it.
3003          *
3004          * On retry, we cut in line in the issue queue, since we don't want
3005          * compression/checksumming/etc. work to prevent our (cheap) IO reissue.
3006          */
3007         if (zio->io_error && vd == NULL &&
3008             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_IO_RETRY))) {
3009                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_QUEUE)); /* not a leaf */
3010                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_BYPASS));  /* not a leaf */
3011                 zio->io_error = 0;
3012                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_RETRY |
3013                     ZIO_FLAG_DONT_CACHE | ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE;
3014                 zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1;
3015                 zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE,
3016                     zio_requeue_io_start_cut_in_line);
3017                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3018         }
3019
3020         /*
3021          * If we got an error on a leaf device, convert it to ENXIO
3022          * if the device is not accessible at all.
3023          */
3024         if (zio->io_error && vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
3025             !vdev_accessible(vd, zio))
3026                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
3027
3028         /*
3029          * If we can't write to an interior vdev (mirror or RAID-Z),
3030          * set vdev_cant_write so that we stop trying to allocate from it.
3031          */
3032         if (zio->io_error == ENXIO && zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
3033             vd != NULL && !vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3034                 vd->vdev_cant_write = B_TRUE;
3035         }
3036
3037         if (zio->io_error)
3038                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
3039
3040         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
3041             zio->io_physdone != NULL) {
3042                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DELEGATED));
3043                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_VDEV);
3044                 zio->io_physdone(zio->io_logical);
3045         }
3046
3047         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3048 }
3049
3050 void
3051 zio_vdev_io_reissue(zio_t *zio)
3052 {
3053         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
3054         ASSERT(zio->io_error == 0);
3055
3056         zio->io_stage >>= 1;
3057 }
3058
3059 void
3060 zio_vdev_io_redone(zio_t *zio)
3061 {
3062         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE);
3063
3064         zio->io_stage >>= 1;
3065 }
3066
3067 void
3068 zio_vdev_io_bypass(zio_t *zio)
3069 {
3070         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
3071         ASSERT(zio->io_error == 0);
3072
3073         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_BYPASS;
3074         zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS >> 1;
3075 }
3076
3077 /*
3078  * ==========================================================================
3079  * Generate and verify checksums
3080  * ==========================================================================
3081  */
3082 static int
3083 zio_checksum_generate(zio_t *zio)
3084 {
3085         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3086         enum zio_checksum checksum;
3087
3088         if (bp == NULL) {
3089                 /*
3090                  * This is zio_write_phys().
3091                  * We're either generating a label checksum, or none at all.
3092                  */
3093                 checksum = zio->io_prop.zp_checksum;
3094
3095                 if (checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
3096                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3097
3098                 ASSERT(checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
3099         } else {
3100                 if (BP_IS_GANG(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG) {
3101                         ASSERT(!IO_IS_ALLOCATING(zio));
3102                         checksum = ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER;
3103                 } else {
3104                         checksum = BP_GET_CHECKSUM(bp);
3105                 }
3106         }
3107
3108         zio_checksum_compute(zio, checksum, zio->io_data, zio->io_size);
3109
3110         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3111 }
3112
3113 static int
3114 zio_checksum_verify(zio_t *zio)
3115 {
3116         zio_bad_cksum_t info;
3117         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3118         int error;
3119
3120         ASSERT(zio->io_vd != NULL);
3121
3122         if (bp == NULL) {
3123                 /*
3124                  * This is zio_read_phys().
3125                  * We're either verifying a label checksum, or nothing at all.
3126                  */
3127                 if (zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
3128                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3129
3130                 ASSERT(zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
3131         }
3132
3133         if ((error = zio_checksum_error(zio, &info)) != 0) {
3134                 zio->io_error = error;
3135                 if (error == ECKSUM &&
3136                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE)) {
3137                         zfs_ereport_start_checksum(zio->io_spa,
3138                             zio->io_vd, zio, zio->io_offset,
3139                             zio->io_size, NULL, &info);
3140                 }
3141         }
3142
3143         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3144 }
3145
3146 /*
3147  * Called by RAID-Z to ensure we don't compute the checksum twice.
3148  */
3149 void
3150 zio_checksum_verified(zio_t *zio)
3151 {
3152         zio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
3153 }
3154
3155 /*
3156  * ==========================================================================
3157  * Error rank.  Error are ranked in the order 0, ENXIO, ECKSUM, EIO, other.
3158  * An error of 0 indicates success.  ENXIO indicates whole-device failure,
3159  * which may be transient (e.g. unplugged) or permament.  ECKSUM and EIO
3160  * indicate errors that are specific to one I/O, and most likely permanent.
3161  * Any other error is presumed to be worse because we weren't expecting it.
3162  * ==========================================================================
3163  */
3164 int
3165 zio_worst_error(int e1, int e2)
3166 {
3167         static int zio_error_rank[] = { 0, ENXIO, ECKSUM, EIO };
3168         int r1, r2;
3169
3170         for (r1 = 0; r1 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r1++)
3171                 if (e1 == zio_error_rank[r1])
3172                         break;
3173
3174         for (r2 = 0; r2 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r2++)
3175                 if (e2 == zio_error_rank[r2])
3176                         break;
3177
3178         return (r1 > r2 ? e1 : e2);
3179 }
3180
3181 /*
3182  * ==========================================================================
3183  * I/O completion
3184  * ==========================================================================
3185  */
3186 static int
3187 zio_ready(zio_t *zio)
3188 {
3189         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3190         zio_t *pio, *pio_next;
3191
3192         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
3193             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_READY))
3194                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3195
3196         if (zio->io_ready) {
3197                 ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
3198                 ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp) ||
3199                     (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE));
3200                 ASSERT(zio->io_children[ZIO_CHILD_GANG][ZIO_WAIT_READY] == 0);
3201
3202                 zio->io_ready(zio);
3203         }
3204
3205         if (bp != NULL && bp != &zio->io_bp_copy)
3206                 zio->io_bp_copy = *bp;
3207
3208         if (zio->io_error)
3209                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
3210
3211         mutex_enter(&zio->io_lock);
3212         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = 1;
3213         pio = zio_walk_parents(zio);
3214         mutex_exit(&zio->io_lock);
3215
3216         /*
3217          * As we notify zio's parents, new parents could be added.
3218          * New parents go to the head of zio's io_parent_list, however,
3219          * so we will (correctly) not notify them.  The remainder of zio's
3220          * io_parent_list, from 'pio_next' onward, cannot change because
3221          * all parents must wait for us to be done before they can be done.
3222          */
3223         for (; pio != NULL; pio = pio_next) {
3224                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3225                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_READY);
3226         }
3227
3228         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
3229                 if (BP_IS_GANG(bp)) {
3230                         zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_NODATA;
3231                 } else {
3232                         ASSERT((uintptr_t)zio->io_data < SPA_MAXBLOCKSIZE);
3233                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
3234                 }
3235         }
3236
3237         if (zio_injection_enabled &&
3238             zio->io_spa->spa_syncing_txg == zio->io_txg)
3239                 zio_handle_ignored_writes(zio);
3240
3241         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3242 }
3243
3244 static int
3245 zio_done(zio_t *zio)
3246 {
3247         spa_t *spa = zio->io_spa;
3248         zio_t *lio = zio->io_logical;
3249         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3250         vdev_t *vd = zio->io_vd;
3251         uint64_t psize = zio->io_size;
3252         zio_t *pio, *pio_next;
3253
3254         /*
3255          * If our children haven't all completed,
3256          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
3257          */
3258         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE) ||
3259             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE) ||
3260             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE) ||
3261             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_DONE))
3262                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3263
3264         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
3265                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
3266                         ASSERT(zio->io_children[c][w] == 0);
3267
3268         if (bp != NULL && !BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
3269                 ASSERT(bp->blk_pad[0] == 0);
3270                 ASSERT(bp->blk_pad[1] == 0);
3271                 ASSERT(bcmp(bp, &zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t)) == 0 ||
3272                     (bp == zio_unique_parent(zio)->io_bp));
3273                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE && !BP_IS_HOLE(bp) &&
3274                     zio->io_bp_override == NULL &&
3275                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)) {
3276                         ASSERT(!BP_SHOULD_BYTESWAP(bp));
3277                         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(bp));
3278                         ASSERT(BP_COUNT_GANG(bp) == 0 ||
3279                             (BP_COUNT_GANG(bp) == BP_GET_NDVAS(bp)));
3280                 }
3281                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE)
3282                         VERIFY(BP_EQUAL(bp, &zio->io_bp_orig));
3283         }
3284
3285         /*
3286          * If there were child vdev/gang/ddt errors, they apply to us now.
3287          */
3288         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_VDEV);
3289         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_GANG);
3290         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_DDT);
3291
3292         /*
3293          * If the I/O on the transformed data was successful, generate any
3294          * checksum reports now while we still have the transformed data.
3295          */
3296         if (zio->io_error == 0) {
3297                 while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3298                         zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3299                         uint64_t align = zcr->zcr_align;
3300                         uint64_t asize = P2ROUNDUP(psize, align);
3301                         char *abuf = zio->io_data;
3302
3303                         if (asize != psize) {
3304                                 abuf = zio_buf_alloc(asize);
3305                                 bcopy(zio->io_data, abuf, psize);
3306                                 bzero(abuf + psize, asize - psize);
3307                         }
3308
3309                         zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3310                         zcr->zcr_next = NULL;
3311                         zcr->zcr_finish(zcr, abuf);
3312                         zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3313
3314                         if (asize != psize)
3315                                 zio_buf_free(abuf, asize);
3316                 }
3317         }
3318
3319         zio_pop_transforms(zio);        /* note: may set zio->io_error */
3320
3321         vdev_stat_update(zio, psize);
3322
3323         if (zio->io_error) {
3324                 /*
3325                  * If this I/O is attached to a particular vdev,
3326                  * generate an error message describing the I/O failure
3327                  * at the block level.  We ignore these errors if the
3328                  * device is currently unavailable.
3329                  */
3330                 if (zio->io_error != ECKSUM && vd != NULL && !vdev_is_dead(vd))
3331                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO, spa, vd, zio, 0, 0);
3332
3333                 if ((zio->io_error == EIO || !(zio->io_flags &
3334                     (ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))) &&
3335                     zio == lio) {
3336                         /*
3337                          * For logical I/O requests, tell the SPA to log the
3338                          * error and generate a logical data ereport.
3339                          */
3340                         spa_log_error(spa, zio);
3341                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DATA, spa, NULL, zio,
3342                             0, 0);
3343                 }
3344         }
3345
3346         if (zio->io_error && zio == lio) {
3347                 /*
3348                  * Determine whether zio should be reexecuted.  This will
3349                  * propagate all the way to the root via zio_notify_parent().
3350                  */
3351                 ASSERT(vd == NULL && bp != NULL);
3352                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3353
3354                 if (IO_IS_ALLOCATING(zio) &&
3355                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL)) {
3356                         if (zio->io_error != ENOSPC)
3357                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_NOW;
3358                         else
3359                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3360                 }
3361
3362                 if ((zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
3363                     zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) &&
3364                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) &&
3365                     zio->io_error == ENXIO &&
3366                     spa_load_state(spa) == SPA_LOAD_NONE &&
3367                     spa_get_failmode(spa) != ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE)
3368                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3369
3370                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL) && !zio->io_reexecute)
3371                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3372
3373                 /*
3374                  * Here is a possibly good place to attempt to do
3375                  * either combinatorial reconstruction or error correction
3376                  * based on checksums.  It also might be a good place
3377                  * to send out preliminary ereports before we suspend
3378                  * processing.
3379                  */
3380         }
3381
3382         /*
3383          * If there were logical child errors, they apply to us now.
3384          * We defer this until now to avoid conflating logical child
3385          * errors with errors that happened to the zio itself when
3386          * updating vdev stats and reporting FMA events above.
3387          */
3388         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL);
3389
3390         if ((zio->io_error || zio->io_reexecute) &&
3391             IO_IS_ALLOCATING(zio) && zio->io_gang_leader == zio &&
3392             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)))
3393                 zio_dva_unallocate(zio, zio->io_gang_tree, bp);
3394
3395         zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
3396
3397         /*
3398          * Godfather I/Os should never suspend.
3399          */
3400         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3401             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND))
3402                 zio->io_reexecute = 0;
3403
3404         if (zio->io_reexecute) {
3405                 /*
3406                  * This is a logical I/O that wants to reexecute.
3407                  *
3408                  * Reexecute is top-down.  When an i/o fails, if it's not
3409                  * the root, it simply notifies its parent and sticks around.
3410                  * The parent, seeing that it still has children in zio_done(),
3411                  * does the same.  This percolates all the way up to the root.
3412                  * The root i/o will reexecute or suspend the entire tree.
3413                  *
3414                  * This approach ensures that zio_reexecute() honors
3415                  * all the original i/o dependency relationships, e.g.
3416                  * parents not executing until children are ready.
3417                  */
3418                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3419
3420                 zio->io_gang_leader = NULL;
3421
3422                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3423                 zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3424                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3425
3426                 /*
3427                  * "The Godfather" I/O monitors its children but is
3428                  * not a true parent to them. It will track them through
3429                  * the pipeline but severs its ties whenever they get into
3430                  * trouble (e.g. suspended). This allows "The Godfather"
3431                  * I/O to return status without blocking.
3432                  */
3433                 for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3434                         zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3435                         pio_next = zio_walk_parents(zio);
3436
3437                         if ((pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3438                             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND)) {
3439                                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3440                                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3441                         }
3442                 }
3443
3444                 if ((pio = zio_unique_parent(zio)) != NULL) {
3445                         /*
3446                          * We're not a root i/o, so there's nothing to do
3447                          * but notify our parent.  Don't propagate errors
3448                          * upward since we haven't permanently failed yet.
3449                          */
3450                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
3451                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
3452                         zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3453                 } else if (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND) {
3454                         /*
3455                          * We'd fail again if we reexecuted now, so suspend
3456                          * until conditions improve (e.g. device comes online).
3457                          */
3458                         zio_suspend(spa, zio);
3459                 } else {
3460                         /*
3461                          * Reexecution is potentially a huge amount of work.
3462                          * Hand it off to the otherwise-unused claim taskq.
3463                          */
3464 #if defined(illumos) || !defined(_KERNEL)
3465                         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_next == NULL);
3466 #else
3467                         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_task.ta_pending == 0);
3468 #endif
3469                         spa_taskq_dispatch_ent(spa, ZIO_TYPE_CLAIM,
3470                             ZIO_TASKQ_ISSUE, (task_func_t *)zio_reexecute, zio,
3471                             0, &zio->io_tqent);
3472                 }
3473                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3474         }
3475
3476         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
3477         ASSERT(zio->io_reexecute == 0);
3478         ASSERT(zio->io_error == 0 || (zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL));
3479
3480         /*
3481          * Report any checksum errors, since the I/O is complete.
3482          */
3483         while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3484                 zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3485                 zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3486                 zcr->zcr_next = NULL;
3487                 zcr->zcr_finish(zcr, NULL);
3488                 zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3489         }
3490
3491         /*
3492          * It is the responsibility of the done callback to ensure that this
3493          * particular zio is no longer discoverable for adoption, and as
3494          * such, cannot acquire any new parents.
3495          */
3496         if (zio->io_done)
3497                 zio->io_done(zio);
3498
3499         mutex_enter(&zio->io_lock);
3500         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3501         mutex_exit(&zio->io_lock);
3502
3503         for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3504                 zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3505                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3506                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3507                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3508         }
3509
3510         if (zio->io_waiter != NULL) {
3511                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3512                 zio->io_executor = NULL;
3513                 cv_broadcast(&zio->io_cv);
3514                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3515         } else {
3516                 zio_destroy(zio);
3517         }
3518
3519         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3520 }
3521
3522 /*
3523  * ==========================================================================
3524  * I/O pipeline definition
3525  * ==========================================================================
3526  */
3527 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[] = {
3528         NULL,
3529         zio_read_bp_init,
3530         zio_free_bp_init,
3531         zio_issue_async,
3532         zio_write_bp_init,
3533         zio_checksum_generate,
3534         zio_nop_write,
3535         zio_ddt_read_start,
3536         zio_ddt_read_done,
3537         zio_ddt_write,
3538         zio_ddt_free,
3539         zio_gang_assemble,
3540         zio_gang_issue,
3541         zio_dva_allocate,
3542         zio_dva_free,
3543         zio_dva_claim,
3544         zio_ready,
3545         zio_vdev_io_start,
3546         zio_vdev_io_done,
3547         zio_vdev_io_assess,
3548         zio_checksum_verify,
3549         zio_done
3550 };
3551
3552
3553
3554
3555 /*
3556  * Compare two zbookmark_phys_t's to see which we would reach first in a
3557  * pre-order traversal of the object tree.
3558  *
3559  * This is simple in every case aside from the meta-dnode object. For all other
3560  * objects, we traverse them in order (object 1 before object 2, and so on).
3561  * However, all of these objects are traversed while traversing object 0, since
3562  * the data it points to is the list of objects.  Thus, we need to convert to a
3563  * canonical representation so we can compare meta-dnode bookmarks to
3564  * non-meta-dnode bookmarks.
3565  *
3566  * We do this by calculating "equivalents" for each field of the zbookmark.
3567  * zbookmarks outside of the meta-dnode use their own object and level, and
3568  * calculate the level 0 equivalent (the first L0 blkid that is contained in the
3569  * blocks this bookmark refers to) by multiplying their blkid by their span
3570  * (the number of L0 blocks contained within one block at their level).
3571  * zbookmarks inside the meta-dnode calculate their object equivalent
3572  * (which is L0equiv * dnodes per data block), use 0 for their L0equiv, and use
3573  * level + 1<<31 (any value larger than a level could ever be) for their level.
3574  * This causes them to always compare before a bookmark in their object
3575  * equivalent, compare appropriately to bookmarks in other objects, and to
3576  * compare appropriately to other bookmarks in the meta-dnode.
3577  */
3578 int
3579 zbookmark_compare(uint16_t dbss1, uint8_t ibs1, uint16_t dbss2, uint8_t ibs2,
3580     const zbookmark_phys_t *zb1, const zbookmark_phys_t *zb2)
3581 {
3582         /*
3583          * These variables represent the "equivalent" values for the zbookmark,
3584          * after converting zbookmarks inside the meta dnode to their
3585          * normal-object equivalents.
3586          */
3587         uint64_t zb1obj, zb2obj;
3588         uint64_t zb1L0, zb2L0;
3589         uint64_t zb1level, zb2level;
3590
3591         if (zb1->zb_object == zb2->zb_object &&
3592             zb1->zb_level == zb2->zb_level &&
3593             zb1->zb_blkid == zb2->zb_blkid)
3594                 return (0);
3595
3596         /*
3597          * BP_SPANB calculates the span in blocks.
3598          */
3599         zb1L0 = (zb1->zb_blkid) * BP_SPANB(ibs1, zb1->zb_level);
3600         zb2L0 = (zb2->zb_blkid) * BP_SPANB(ibs2, zb2->zb_level);
3601
3602         if (zb1->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3603                 zb1obj = zb1L0 * (dbss1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT - DNODE_SHIFT));
3604                 zb1L0 = 0;
3605                 zb1level = zb1->zb_level + COMPARE_META_LEVEL;
3606         } else {
3607                 zb1obj = zb1->zb_object;
3608                 zb1level = zb1->zb_level;
3609         }
3610
3611         if (zb2->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3612                 zb2obj = zb2L0 * (dbss2 << (SPA_MINBLOCKSHIFT - DNODE_SHIFT));
3613                 zb2L0 = 0;
3614                 zb2level = zb2->zb_level + COMPARE_META_LEVEL;
3615         } else {
3616                 zb2obj = zb2->zb_object;
3617                 zb2level = zb2->zb_level;
3618         }
3619
3620         /* Now that we have a canonical representation, do the comparison. */
3621         if (zb1obj != zb2obj)
3622                 return (zb1obj < zb2obj ? -1 : 1);
3623         else if (zb1L0 != zb2L0)
3624                 return (zb1L0 < zb2L0 ? -1 : 1);
3625         else if (zb1level != zb2level)
3626                 return (zb1level > zb2level ? -1 : 1);
3627         /*
3628          * This can (theoretically) happen if the bookmarks have the same object
3629          * and level, but different blkids, if the block sizes are not the same.
3630          * There is presently no way to change the indirect block sizes
3631          */
3632         return (0);
3633 }
3634
3635 /*
3636  *  This function checks the following: given that last_block is the place that
3637  *  our traversal stopped last time, does that guarantee that we've visited
3638  *  every node under subtree_root?  Therefore, we can't just use the raw output
3639  *  of zbookmark_compare.  We have to pass in a modified version of
3640  *  subtree_root; by incrementing the block id, and then checking whether
3641  *  last_block is before or equal to that, we can tell whether or not having
3642  *  visited last_block implies that all of subtree_root's children have been
3643  *  visited.
3644  */
3645 boolean_t
3646 zbookmark_subtree_completed(const dnode_phys_t *dnp,
3647     const zbookmark_phys_t *subtree_root, const zbookmark_phys_t *last_block)
3648 {
3649         zbookmark_phys_t mod_zb = *subtree_root;
3650         mod_zb.zb_blkid++;
3651         ASSERT(last_block->zb_level == 0);
3652
3653         /* The objset_phys_t isn't before anything. */
3654         if (dnp == NULL)
3655                 return (B_FALSE);
3656
3657         /*
3658          * We pass in 1ULL << (DNODE_BLOCK_SHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT) for the
3659          * data block size in sectors, because that variable is only used if
3660          * the bookmark refers to a block in the meta-dnode.  Since we don't
3661          * know without examining it what object it refers to, and there's no
3662          * harm in passing in this value in other cases, we always pass it in.
3663          *
3664          * We pass in 0 for the indirect block size shift because zb2 must be
3665          * level 0.  The indirect block size is only used to calculate the span
3666          * of the bookmark, but since the bookmark must be level 0, the span is
3667          * always 1, so the math works out.
3668          *
3669          * If you make changes to how the zbookmark_compare code works, be sure
3670          * to make sure that this code still works afterwards.
3671          */
3672         return (zbookmark_compare(dnp->dn_datablkszsec, dnp->dn_indblkshift,
3673             1ULL << (DNODE_BLOCK_SHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT), 0, &mod_zb,
3674             last_block) <= 0);
3675 }