]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/zio.c
Import libc++ trunk r224926. This fixes a number of bugs, completes
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / zfs / zio.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2011, 2014 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2011 Nexenta Systems, Inc. All rights reserved.
25  */
26
27 #include <sys/sysmacros.h>
28 #include <sys/zfs_context.h>
29 #include <sys/fm/fs/zfs.h>
30 #include <sys/spa.h>
31 #include <sys/txg.h>
32 #include <sys/spa_impl.h>
33 #include <sys/vdev_impl.h>
34 #include <sys/zio_impl.h>
35 #include <sys/zio_compress.h>
36 #include <sys/zio_checksum.h>
37 #include <sys/dmu_objset.h>
38 #include <sys/arc.h>
39 #include <sys/ddt.h>
40 #include <sys/trim_map.h>
41 #include <sys/blkptr.h>
42 #include <sys/zfeature.h>
43
44 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
45 SYSCTL_NODE(_vfs_zfs, OID_AUTO, zio, CTLFLAG_RW, 0, "ZFS ZIO");
46 #if defined(__amd64__)
47 static int zio_use_uma = 1;
48 #else
49 static int zio_use_uma = 0;
50 #endif
51 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, use_uma, CTLFLAG_RDTUN, &zio_use_uma, 0,
52     "Use uma(9) for ZIO allocations");
53 static int zio_exclude_metadata = 0;
54 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, exclude_metadata, CTLFLAG_RDTUN, &zio_exclude_metadata, 0,
55     "Exclude metadata buffers from dumps as well");
56
57 zio_trim_stats_t zio_trim_stats = {
58         { "bytes",              KSTAT_DATA_UINT64,
59           "Number of bytes successfully TRIMmed" },
60         { "success",            KSTAT_DATA_UINT64,
61           "Number of successful TRIM requests" },
62         { "unsupported",        KSTAT_DATA_UINT64,
63           "Number of TRIM requests that failed because TRIM is not supported" },
64         { "failed",             KSTAT_DATA_UINT64,
65           "Number of TRIM requests that failed for reasons other than not supported" },
66 };
67
68 static kstat_t *zio_trim_ksp;
69
70 /*
71  * ==========================================================================
72  * I/O type descriptions
73  * ==========================================================================
74  */
75 const char *zio_type_name[ZIO_TYPES] = {
76         "zio_null", "zio_read", "zio_write", "zio_free", "zio_claim",
77         "zio_ioctl"
78 };
79
80 /*
81  * ==========================================================================
82  * I/O kmem caches
83  * ==========================================================================
84  */
85 kmem_cache_t *zio_cache;
86 kmem_cache_t *zio_link_cache;
87 kmem_cache_t *zio_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
88 kmem_cache_t *zio_data_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
89
90 #ifdef _KERNEL
91 extern vmem_t *zio_alloc_arena;
92 #endif
93
94 #define ZIO_PIPELINE_CONTINUE           0x100
95 #define ZIO_PIPELINE_STOP               0x101
96
97 /*
98  * The following actions directly effect the spa's sync-to-convergence logic.
99  * The values below define the sync pass when we start performing the action.
100  * Care should be taken when changing these values as they directly impact
101  * spa_sync() performance. Tuning these values may introduce subtle performance
102  * pathologies and should only be done in the context of performance analysis.
103  * These tunables will eventually be removed and replaced with #defines once
104  * enough analysis has been done to determine optimal values.
105  *
106  * The 'zfs_sync_pass_deferred_free' pass must be greater than 1 to ensure that
107  * regular blocks are not deferred.
108  */
109 int zfs_sync_pass_deferred_free = 2; /* defer frees starting in this pass */
110 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_deferred_free, CTLFLAG_RDTUN,
111     &zfs_sync_pass_deferred_free, 0, "defer frees starting in this pass");
112 int zfs_sync_pass_dont_compress = 5; /* don't compress starting in this pass */
113 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_dont_compress, CTLFLAG_RDTUN,
114     &zfs_sync_pass_dont_compress, 0, "don't compress starting in this pass");
115 int zfs_sync_pass_rewrite = 2; /* rewrite new bps starting in this pass */
116 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_rewrite, CTLFLAG_RDTUN,
117     &zfs_sync_pass_rewrite, 0, "rewrite new bps starting in this pass");
118
119 /*
120  * An allocating zio is one that either currently has the DVA allocate
121  * stage set or will have it later in its lifetime.
122  */
123 #define IO_IS_ALLOCATING(zio) ((zio)->io_orig_pipeline & ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE)
124
125 boolean_t       zio_requeue_io_start_cut_in_line = B_TRUE;
126
127 #ifdef ZFS_DEBUG
128 int zio_buf_debug_limit = 16384;
129 #else
130 int zio_buf_debug_limit = 0;
131 #endif
132
133 void
134 zio_init(void)
135 {
136         size_t c;
137         zio_cache = kmem_cache_create("zio_cache",
138             sizeof (zio_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
139         zio_link_cache = kmem_cache_create("zio_link_cache",
140             sizeof (zio_link_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
141         if (!zio_use_uma)
142                 goto out;
143
144         /*
145          * For small buffers, we want a cache for each multiple of
146          * SPA_MINBLOCKSIZE.  For larger buffers, we want a cache
147          * for each quarter-power of 2.
148          */
149         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
150                 size_t size = (c + 1) << SPA_MINBLOCKSHIFT;
151                 size_t p2 = size;
152                 size_t align = 0;
153                 size_t cflags = (size > zio_buf_debug_limit) ? KMC_NODEBUG : 0;
154
155                 while (!ISP2(p2))
156                         p2 &= p2 - 1;
157
158 #ifdef illumos
159 #ifndef _KERNEL
160                 /*
161                  * If we are using watchpoints, put each buffer on its own page,
162                  * to eliminate the performance overhead of trapping to the
163                  * kernel when modifying a non-watched buffer that shares the
164                  * page with a watched buffer.
165                  */
166                 if (arc_watch && !IS_P2ALIGNED(size, PAGESIZE))
167                         continue;
168 #endif
169 #endif /* illumos */
170                 if (size <= 4 * SPA_MINBLOCKSIZE) {
171                         align = SPA_MINBLOCKSIZE;
172                 } else if (IS_P2ALIGNED(size, p2 >> 2)) {
173                         align = MIN(p2 >> 2, PAGESIZE);
174                 }
175
176                 if (align != 0) {
177                         char name[36];
178                         (void) sprintf(name, "zio_buf_%lu", (ulong_t)size);
179                         zio_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
180                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, cflags);
181
182                         /*
183                          * Since zio_data bufs do not appear in crash dumps, we
184                          * pass KMC_NOTOUCH so that no allocator metadata is
185                          * stored with the buffers.
186                          */
187                         (void) sprintf(name, "zio_data_buf_%lu", (ulong_t)size);
188                         zio_data_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
189                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
190                             cflags | KMC_NOTOUCH | KMC_NODEBUG);
191                 }
192         }
193
194         while (--c != 0) {
195                 ASSERT(zio_buf_cache[c] != NULL);
196                 if (zio_buf_cache[c - 1] == NULL)
197                         zio_buf_cache[c - 1] = zio_buf_cache[c];
198
199                 ASSERT(zio_data_buf_cache[c] != NULL);
200                 if (zio_data_buf_cache[c - 1] == NULL)
201                         zio_data_buf_cache[c - 1] = zio_data_buf_cache[c];
202         }
203 out:
204
205         zio_inject_init();
206
207         zio_trim_ksp = kstat_create("zfs", 0, "zio_trim", "misc",
208             KSTAT_TYPE_NAMED,
209             sizeof(zio_trim_stats) / sizeof(kstat_named_t),
210             KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
211
212         if (zio_trim_ksp != NULL) {
213                 zio_trim_ksp->ks_data = &zio_trim_stats;
214                 kstat_install(zio_trim_ksp);
215         }
216 }
217
218 void
219 zio_fini(void)
220 {
221         size_t c;
222         kmem_cache_t *last_cache = NULL;
223         kmem_cache_t *last_data_cache = NULL;
224
225         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
226                 if (zio_buf_cache[c] != last_cache) {
227                         last_cache = zio_buf_cache[c];
228                         kmem_cache_destroy(zio_buf_cache[c]);
229                 }
230                 zio_buf_cache[c] = NULL;
231
232                 if (zio_data_buf_cache[c] != last_data_cache) {
233                         last_data_cache = zio_data_buf_cache[c];
234                         kmem_cache_destroy(zio_data_buf_cache[c]);
235                 }
236                 zio_data_buf_cache[c] = NULL;
237         }
238
239         kmem_cache_destroy(zio_link_cache);
240         kmem_cache_destroy(zio_cache);
241
242         zio_inject_fini();
243
244         if (zio_trim_ksp != NULL) {
245                 kstat_delete(zio_trim_ksp);
246                 zio_trim_ksp = NULL;
247         }
248 }
249
250 /*
251  * ==========================================================================
252  * Allocate and free I/O buffers
253  * ==========================================================================
254  */
255
256 /*
257  * Use zio_buf_alloc to allocate ZFS metadata.  This data will appear in a
258  * crashdump if the kernel panics, so use it judiciously.  Obviously, it's
259  * useful to inspect ZFS metadata, but if possible, we should avoid keeping
260  * excess / transient data in-core during a crashdump.
261  */
262 void *
263 zio_buf_alloc(size_t size)
264 {
265         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
266         int flags = zio_exclude_metadata ? KM_NODEBUG : 0;
267
268         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
269
270         if (zio_use_uma)
271                 return (kmem_cache_alloc(zio_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
272         else
273                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP|flags));
274 }
275
276 /*
277  * Use zio_data_buf_alloc to allocate data.  The data will not appear in a
278  * crashdump if the kernel panics.  This exists so that we will limit the amount
279  * of ZFS data that shows up in a kernel crashdump.  (Thus reducing the amount
280  * of kernel heap dumped to disk when the kernel panics)
281  */
282 void *
283 zio_data_buf_alloc(size_t size)
284 {
285         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
286
287         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
288
289         if (zio_use_uma)
290                 return (kmem_cache_alloc(zio_data_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
291         else
292                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP | KM_NODEBUG));
293 }
294
295 void
296 zio_buf_free(void *buf, size_t size)
297 {
298         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
299
300         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
301
302         if (zio_use_uma)
303                 kmem_cache_free(zio_buf_cache[c], buf);
304         else
305                 kmem_free(buf, size);
306 }
307
308 void
309 zio_data_buf_free(void *buf, size_t size)
310 {
311         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
312
313         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
314
315         if (zio_use_uma)
316                 kmem_cache_free(zio_data_buf_cache[c], buf);
317         else
318                 kmem_free(buf, size);
319 }
320
321 /*
322  * ==========================================================================
323  * Push and pop I/O transform buffers
324  * ==========================================================================
325  */
326 static void
327 zio_push_transform(zio_t *zio, void *data, uint64_t size, uint64_t bufsize,
328         zio_transform_func_t *transform)
329 {
330         zio_transform_t *zt = kmem_alloc(sizeof (zio_transform_t), KM_SLEEP);
331
332         zt->zt_orig_data = zio->io_data;
333         zt->zt_orig_size = zio->io_size;
334         zt->zt_bufsize = bufsize;
335         zt->zt_transform = transform;
336
337         zt->zt_next = zio->io_transform_stack;
338         zio->io_transform_stack = zt;
339
340         zio->io_data = data;
341         zio->io_size = size;
342 }
343
344 static void
345 zio_pop_transforms(zio_t *zio)
346 {
347         zio_transform_t *zt;
348
349         while ((zt = zio->io_transform_stack) != NULL) {
350                 if (zt->zt_transform != NULL)
351                         zt->zt_transform(zio,
352                             zt->zt_orig_data, zt->zt_orig_size);
353
354                 if (zt->zt_bufsize != 0)
355                         zio_buf_free(zio->io_data, zt->zt_bufsize);
356
357                 zio->io_data = zt->zt_orig_data;
358                 zio->io_size = zt->zt_orig_size;
359                 zio->io_transform_stack = zt->zt_next;
360
361                 kmem_free(zt, sizeof (zio_transform_t));
362         }
363 }
364
365 /*
366  * ==========================================================================
367  * I/O transform callbacks for subblocks and decompression
368  * ==========================================================================
369  */
370 static void
371 zio_subblock(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
372 {
373         ASSERT(zio->io_size > size);
374
375         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
376                 bcopy(zio->io_data, data, size);
377 }
378
379 static void
380 zio_decompress(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
381 {
382         if (zio->io_error == 0 &&
383             zio_decompress_data(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp),
384             zio->io_data, data, zio->io_size, size) != 0)
385                 zio->io_error = SET_ERROR(EIO);
386 }
387
388 /*
389  * ==========================================================================
390  * I/O parent/child relationships and pipeline interlocks
391  * ==========================================================================
392  */
393 /*
394  * NOTE - Callers to zio_walk_parents() and zio_walk_children must
395  *        continue calling these functions until they return NULL.
396  *        Otherwise, the next caller will pick up the list walk in
397  *        some indeterminate state.  (Otherwise every caller would
398  *        have to pass in a cookie to keep the state represented by
399  *        io_walk_link, which gets annoying.)
400  */
401 zio_t *
402 zio_walk_parents(zio_t *cio)
403 {
404         zio_link_t *zl = cio->io_walk_link;
405         list_t *pl = &cio->io_parent_list;
406
407         zl = (zl == NULL) ? list_head(pl) : list_next(pl, zl);
408         cio->io_walk_link = zl;
409
410         if (zl == NULL)
411                 return (NULL);
412
413         ASSERT(zl->zl_child == cio);
414         return (zl->zl_parent);
415 }
416
417 zio_t *
418 zio_walk_children(zio_t *pio)
419 {
420         zio_link_t *zl = pio->io_walk_link;
421         list_t *cl = &pio->io_child_list;
422
423         zl = (zl == NULL) ? list_head(cl) : list_next(cl, zl);
424         pio->io_walk_link = zl;
425
426         if (zl == NULL)
427                 return (NULL);
428
429         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
430         return (zl->zl_child);
431 }
432
433 zio_t *
434 zio_unique_parent(zio_t *cio)
435 {
436         zio_t *pio = zio_walk_parents(cio);
437
438         VERIFY(zio_walk_parents(cio) == NULL);
439         return (pio);
440 }
441
442 void
443 zio_add_child(zio_t *pio, zio_t *cio)
444 {
445         zio_link_t *zl = kmem_cache_alloc(zio_link_cache, KM_SLEEP);
446
447         /*
448          * Logical I/Os can have logical, gang, or vdev children.
449          * Gang I/Os can have gang or vdev children.
450          * Vdev I/Os can only have vdev children.
451          * The following ASSERT captures all of these constraints.
452          */
453         ASSERT(cio->io_child_type <= pio->io_child_type);
454
455         zl->zl_parent = pio;
456         zl->zl_child = cio;
457
458         mutex_enter(&cio->io_lock);
459         mutex_enter(&pio->io_lock);
460
461         ASSERT(pio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] == 0);
462
463         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
464                 pio->io_children[cio->io_child_type][w] += !cio->io_state[w];
465
466         list_insert_head(&pio->io_child_list, zl);
467         list_insert_head(&cio->io_parent_list, zl);
468
469         pio->io_child_count++;
470         cio->io_parent_count++;
471
472         mutex_exit(&pio->io_lock);
473         mutex_exit(&cio->io_lock);
474 }
475
476 static void
477 zio_remove_child(zio_t *pio, zio_t *cio, zio_link_t *zl)
478 {
479         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
480         ASSERT(zl->zl_child == cio);
481
482         mutex_enter(&cio->io_lock);
483         mutex_enter(&pio->io_lock);
484
485         list_remove(&pio->io_child_list, zl);
486         list_remove(&cio->io_parent_list, zl);
487
488         pio->io_child_count--;
489         cio->io_parent_count--;
490
491         mutex_exit(&pio->io_lock);
492         mutex_exit(&cio->io_lock);
493
494         kmem_cache_free(zio_link_cache, zl);
495 }
496
497 static boolean_t
498 zio_wait_for_children(zio_t *zio, enum zio_child child, enum zio_wait_type wait)
499 {
500         uint64_t *countp = &zio->io_children[child][wait];
501         boolean_t waiting = B_FALSE;
502
503         mutex_enter(&zio->io_lock);
504         ASSERT(zio->io_stall == NULL);
505         if (*countp != 0) {
506                 zio->io_stage >>= 1;
507                 zio->io_stall = countp;
508                 waiting = B_TRUE;
509         }
510         mutex_exit(&zio->io_lock);
511
512         return (waiting);
513 }
514
515 static void
516 zio_notify_parent(zio_t *pio, zio_t *zio, enum zio_wait_type wait)
517 {
518         uint64_t *countp = &pio->io_children[zio->io_child_type][wait];
519         int *errorp = &pio->io_child_error[zio->io_child_type];
520
521         mutex_enter(&pio->io_lock);
522         if (zio->io_error && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))
523                 *errorp = zio_worst_error(*errorp, zio->io_error);
524         pio->io_reexecute |= zio->io_reexecute;
525         ASSERT3U(*countp, >, 0);
526
527         (*countp)--;
528
529         if (*countp == 0 && pio->io_stall == countp) {
530                 pio->io_stall = NULL;
531                 mutex_exit(&pio->io_lock);
532                 zio_execute(pio);
533         } else {
534                 mutex_exit(&pio->io_lock);
535         }
536 }
537
538 static void
539 zio_inherit_child_errors(zio_t *zio, enum zio_child c)
540 {
541         if (zio->io_child_error[c] != 0 && zio->io_error == 0)
542                 zio->io_error = zio->io_child_error[c];
543 }
544
545 /*
546  * ==========================================================================
547  * Create the various types of I/O (read, write, free, etc)
548  * ==========================================================================
549  */
550 static zio_t *
551 zio_create(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
552     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
553     zio_type_t type, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
554     vdev_t *vd, uint64_t offset, const zbookmark_phys_t *zb,
555     enum zio_stage stage, enum zio_stage pipeline)
556 {
557         zio_t *zio;
558
559         ASSERT3U(type == ZIO_TYPE_FREE || size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
560         ASSERT(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
561         ASSERT(P2PHASE(offset, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
562
563         ASSERT(!vd || spa_config_held(spa, SCL_STATE_ALL, RW_READER));
564         ASSERT(!bp || !(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER));
565         ASSERT(vd || stage == ZIO_STAGE_OPEN);
566
567         zio = kmem_cache_alloc(zio_cache, KM_SLEEP);
568         bzero(zio, sizeof (zio_t));
569
570         mutex_init(&zio->io_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
571         cv_init(&zio->io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
572
573         list_create(&zio->io_parent_list, sizeof (zio_link_t),
574             offsetof(zio_link_t, zl_parent_node));
575         list_create(&zio->io_child_list, sizeof (zio_link_t),
576             offsetof(zio_link_t, zl_child_node));
577
578         if (vd != NULL)
579                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_VDEV;
580         else if (flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD)
581                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_GANG;
582         else if (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD)
583                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_DDT;
584         else
585                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_LOGICAL;
586
587         if (bp != NULL) {
588                 zio->io_bp = (blkptr_t *)bp;
589                 zio->io_bp_copy = *bp;
590                 zio->io_bp_orig = *bp;
591                 if (type != ZIO_TYPE_WRITE ||
592                     zio->io_child_type == ZIO_CHILD_DDT)
593                         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;  /* so caller can free */
594                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
595                         zio->io_logical = zio;
596                 if (zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG && BP_IS_GANG(bp))
597                         pipeline |= ZIO_GANG_STAGES;
598         }
599
600         zio->io_spa = spa;
601         zio->io_txg = txg;
602         zio->io_done = done;
603         zio->io_private = private;
604         zio->io_type = type;
605         zio->io_priority = priority;
606         zio->io_vd = vd;
607         zio->io_offset = offset;
608         zio->io_orig_data = zio->io_data = data;
609         zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
610         zio->io_orig_flags = zio->io_flags = flags;
611         zio->io_orig_stage = zio->io_stage = stage;
612         zio->io_orig_pipeline = zio->io_pipeline = pipeline;
613
614         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = (stage >= ZIO_STAGE_READY);
615         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = (stage >= ZIO_STAGE_DONE);
616
617         if (zb != NULL)
618                 zio->io_bookmark = *zb;
619
620         if (pio != NULL) {
621                 if (zio->io_logical == NULL)
622                         zio->io_logical = pio->io_logical;
623                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG)
624                         zio->io_gang_leader = pio->io_gang_leader;
625                 zio_add_child(pio, zio);
626         }
627
628         return (zio);
629 }
630
631 static void
632 zio_destroy(zio_t *zio)
633 {
634         list_destroy(&zio->io_parent_list);
635         list_destroy(&zio->io_child_list);
636         mutex_destroy(&zio->io_lock);
637         cv_destroy(&zio->io_cv);
638         kmem_cache_free(zio_cache, zio);
639 }
640
641 zio_t *
642 zio_null(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, zio_done_func_t *done,
643     void *private, enum zio_flag flags)
644 {
645         zio_t *zio;
646
647         zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
648             ZIO_TYPE_NULL, ZIO_PRIORITY_NOW, flags, vd, 0, NULL,
649             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_INTERLOCK_PIPELINE);
650
651         return (zio);
652 }
653
654 zio_t *
655 zio_root(spa_t *spa, zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
656 {
657         return (zio_null(NULL, spa, NULL, done, private, flags));
658 }
659
660 void
661 zfs_blkptr_verify(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
662 {
663         if (!DMU_OT_IS_VALID(BP_GET_TYPE(bp))) {
664                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid TYPE %llu",
665                     bp, (longlong_t)BP_GET_TYPE(bp));
666         }
667         if (BP_GET_CHECKSUM(bp) >= ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS ||
668             BP_GET_CHECKSUM(bp) <= ZIO_CHECKSUM_ON) {
669                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid CHECKSUM %llu",
670                     bp, (longlong_t)BP_GET_CHECKSUM(bp));
671         }
672         if (BP_GET_COMPRESS(bp) >= ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS ||
673             BP_GET_COMPRESS(bp) <= ZIO_COMPRESS_ON) {
674                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid COMPRESS %llu",
675                     bp, (longlong_t)BP_GET_COMPRESS(bp));
676         }
677         if (BP_GET_LSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
678                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid LSIZE %llu",
679                     bp, (longlong_t)BP_GET_LSIZE(bp));
680         }
681         if (BP_GET_PSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
682                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid PSIZE %llu",
683                     bp, (longlong_t)BP_GET_PSIZE(bp));
684         }
685
686         if (BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
687                 if (BPE_GET_ETYPE(bp) > NUM_BP_EMBEDDED_TYPES) {
688                         zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid ETYPE %llu",
689                             bp, (longlong_t)BPE_GET_ETYPE(bp));
690                 }
691         }
692
693         /*
694          * Pool-specific checks.
695          *
696          * Note: it would be nice to verify that the blk_birth and
697          * BP_PHYSICAL_BIRTH() are not too large.  However, spa_freeze()
698          * allows the birth time of log blocks (and dmu_sync()-ed blocks
699          * that are in the log) to be arbitrarily large.
700          */
701         for (int i = 0; i < BP_GET_NDVAS(bp); i++) {
702                 uint64_t vdevid = DVA_GET_VDEV(&bp->blk_dva[i]);
703                 if (vdevid >= spa->spa_root_vdev->vdev_children) {
704                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
705                             "VDEV %llu",
706                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
707                         continue;
708                 }
709                 vdev_t *vd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[vdevid];
710                 if (vd == NULL) {
711                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
712                             "VDEV %llu",
713                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
714                         continue;
715                 }
716                 if (vd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
717                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has hole "
718                             "VDEV %llu",
719                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
720                         continue;
721                 }
722                 if (vd->vdev_ops == &vdev_missing_ops) {
723                         /*
724                          * "missing" vdevs are valid during import, but we
725                          * don't have their detailed info (e.g. asize), so
726                          * we can't perform any more checks on them.
727                          */
728                         continue;
729                 }
730                 uint64_t offset = DVA_GET_OFFSET(&bp->blk_dva[i]);
731                 uint64_t asize = DVA_GET_ASIZE(&bp->blk_dva[i]);
732                 if (BP_IS_GANG(bp))
733                         asize = vdev_psize_to_asize(vd, SPA_GANGBLOCKSIZE);
734                 if (offset + asize > vd->vdev_asize) {
735                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
736                             "OFFSET %llu",
737                             bp, i, (longlong_t)offset);
738                 }
739         }
740 }
741
742 zio_t *
743 zio_read(zio_t *pio, spa_t *spa, const blkptr_t *bp,
744     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
745     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_phys_t *zb)
746 {
747         zio_t *zio;
748
749         zfs_blkptr_verify(spa, bp);
750
751         zio = zio_create(pio, spa, BP_PHYSICAL_BIRTH(bp), bp,
752             data, size, done, private,
753             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, NULL, 0, zb,
754             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
755             ZIO_DDT_CHILD_READ_PIPELINE : ZIO_READ_PIPELINE);
756
757         return (zio);
758 }
759
760 zio_t *
761 zio_write(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp,
762     void *data, uint64_t size, const zio_prop_t *zp,
763     zio_done_func_t *ready, zio_done_func_t *physdone, zio_done_func_t *done,
764     void *private,
765     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_phys_t *zb)
766 {
767         zio_t *zio;
768
769         ASSERT(zp->zp_checksum >= ZIO_CHECKSUM_OFF &&
770             zp->zp_checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS &&
771             zp->zp_compress >= ZIO_COMPRESS_OFF &&
772             zp->zp_compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS &&
773             DMU_OT_IS_VALID(zp->zp_type) &&
774             zp->zp_level < 32 &&
775             zp->zp_copies > 0 &&
776             zp->zp_copies <= spa_max_replication(spa));
777
778         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
779             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
780             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
781             ZIO_DDT_CHILD_WRITE_PIPELINE : ZIO_WRITE_PIPELINE);
782
783         zio->io_ready = ready;
784         zio->io_physdone = physdone;
785         zio->io_prop = *zp;
786
787         /*
788          * Data can be NULL if we are going to call zio_write_override() to
789          * provide the already-allocated BP.  But we may need the data to
790          * verify a dedup hit (if requested).  In this case, don't try to
791          * dedup (just take the already-allocated BP verbatim).
792          */
793         if (data == NULL && zio->io_prop.zp_dedup_verify) {
794                 zio->io_prop.zp_dedup = zio->io_prop.zp_dedup_verify = B_FALSE;
795         }
796
797         return (zio);
798 }
799
800 zio_t *
801 zio_rewrite(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp, void *data,
802     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
803     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, zbookmark_phys_t *zb)
804 {
805         zio_t *zio;
806
807         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
808             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
809             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_REWRITE_PIPELINE);
810
811         return (zio);
812 }
813
814 void
815 zio_write_override(zio_t *zio, blkptr_t *bp, int copies, boolean_t nopwrite)
816 {
817         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
818         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
819         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
820         ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(zio->io_spa));
821
822         /*
823          * We must reset the io_prop to match the values that existed
824          * when the bp was first written by dmu_sync() keeping in mind
825          * that nopwrite and dedup are mutually exclusive.
826          */
827         zio->io_prop.zp_dedup = nopwrite ? B_FALSE : zio->io_prop.zp_dedup;
828         zio->io_prop.zp_nopwrite = nopwrite;
829         zio->io_prop.zp_copies = copies;
830         zio->io_bp_override = bp;
831 }
832
833 void
834 zio_free(spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp)
835 {
836
837         /*
838          * The check for EMBEDDED is a performance optimization.  We
839          * process the free here (by ignoring it) rather than
840          * putting it on the list and then processing it in zio_free_sync().
841          */
842         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
843                 return;
844         metaslab_check_free(spa, bp);
845
846         /*
847          * Frees that are for the currently-syncing txg, are not going to be
848          * deferred, and which will not need to do a read (i.e. not GANG or
849          * DEDUP), can be processed immediately.  Otherwise, put them on the
850          * in-memory list for later processing.
851          */
852         if (zfs_trim_enabled || BP_IS_GANG(bp) || BP_GET_DEDUP(bp) ||
853             txg != spa->spa_syncing_txg ||
854             spa_sync_pass(spa) >= zfs_sync_pass_deferred_free) {
855                 bplist_append(&spa->spa_free_bplist[txg & TXG_MASK], bp);
856         } else {
857                 VERIFY0(zio_wait(zio_free_sync(NULL, spa, txg, bp,
858                     BP_GET_PSIZE(bp), 0)));
859         }
860 }
861
862 zio_t *
863 zio_free_sync(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
864     uint64_t size, enum zio_flag flags)
865 {
866         zio_t *zio;
867         enum zio_stage stage = ZIO_FREE_PIPELINE;
868
869         ASSERT(!BP_IS_HOLE(bp));
870         ASSERT(spa_syncing_txg(spa) == txg);
871         ASSERT(spa_sync_pass(spa) < zfs_sync_pass_deferred_free);
872
873         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
874                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
875
876         metaslab_check_free(spa, bp);
877         arc_freed(spa, bp);
878
879         if (zfs_trim_enabled)
880                 stage |= ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC | ZIO_STAGE_VDEV_IO_START |
881                     ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS;
882         /*
883          * GANG and DEDUP blocks can induce a read (for the gang block header,
884          * or the DDT), so issue them asynchronously so that this thread is
885          * not tied up.
886          */
887         else if (BP_IS_GANG(bp) || BP_GET_DEDUP(bp))
888                 stage |= ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC;
889
890         flags |= ZIO_FLAG_DONT_QUEUE;
891
892         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, size,
893             NULL, NULL, ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
894             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, stage);
895
896         return (zio);
897 }
898
899 zio_t *
900 zio_claim(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
901     zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
902 {
903         zio_t *zio;
904
905         dprintf_bp(bp, "claiming in txg %llu", txg);
906
907         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
908                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
909
910         /*
911          * A claim is an allocation of a specific block.  Claims are needed
912          * to support immediate writes in the intent log.  The issue is that
913          * immediate writes contain committed data, but in a txg that was
914          * *not* committed.  Upon opening the pool after an unclean shutdown,
915          * the intent log claims all blocks that contain immediate write data
916          * so that the SPA knows they're in use.
917          *
918          * All claims *must* be resolved in the first txg -- before the SPA
919          * starts allocating blocks -- so that nothing is allocated twice.
920          * If txg == 0 we just verify that the block is claimable.
921          */
922         ASSERT3U(spa->spa_uberblock.ub_rootbp.blk_birth, <, spa_first_txg(spa));
923         ASSERT(txg == spa_first_txg(spa) || txg == 0);
924         ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp) || !spa_writeable(spa));       /* zdb(1M) */
925
926         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
927             done, private, ZIO_TYPE_CLAIM, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
928             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_CLAIM_PIPELINE);
929
930         return (zio);
931 }
932
933 zio_t *
934 zio_ioctl(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, int cmd, uint64_t offset,
935     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
936     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags)
937 {
938         zio_t *zio;
939         int c;
940
941         if (vd->vdev_children == 0) {
942                 zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, size, done, private,
943                     ZIO_TYPE_IOCTL, priority, flags, vd, offset, NULL,
944                     ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_IOCTL_PIPELINE);
945
946                 zio->io_cmd = cmd;
947         } else {
948                 zio = zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, flags);
949
950                 for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
951                         zio_nowait(zio_ioctl(zio, spa, vd->vdev_child[c], cmd,
952                             offset, size, done, private, priority, flags));
953         }
954
955         return (zio);
956 }
957
958 zio_t *
959 zio_read_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
960     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
961     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
962 {
963         zio_t *zio;
964
965         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
966         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
967             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
968         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
969
970         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
971             ZIO_TYPE_READ, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd, offset,
972             NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_READ_PHYS_PIPELINE);
973
974         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
975
976         return (zio);
977 }
978
979 zio_t *
980 zio_write_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
981     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
982     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
983 {
984         zio_t *zio;
985
986         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
987         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
988             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
989         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
990
991         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
992             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd, offset,
993             NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_WRITE_PHYS_PIPELINE);
994
995         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
996
997         if (zio_checksum_table[checksum].ci_eck) {
998                 /*
999                  * zec checksums are necessarily destructive -- they modify
1000                  * the end of the write buffer to hold the verifier/checksum.
1001                  * Therefore, we must make a local copy in case the data is
1002                  * being written to multiple places in parallel.
1003                  */
1004                 void *wbuf = zio_buf_alloc(size);
1005                 bcopy(data, wbuf, size);
1006                 zio_push_transform(zio, wbuf, size, size, NULL);
1007         }
1008
1009         return (zio);
1010 }
1011
1012 /*
1013  * Create a child I/O to do some work for us.
1014  */
1015 zio_t *
1016 zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
1017         void *data, uint64_t size, int type, zio_priority_t priority,
1018         enum zio_flag flags, zio_done_func_t *done, void *private)
1019 {
1020         enum zio_stage pipeline = ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE;
1021         zio_t *zio;
1022
1023         ASSERT(vd->vdev_parent ==
1024             (pio->io_vd ? pio->io_vd : pio->io_spa->spa_root_vdev));
1025
1026         if (type == ZIO_TYPE_READ && bp != NULL) {
1027                 /*
1028                  * If we have the bp, then the child should perform the
1029                  * checksum and the parent need not.  This pushes error
1030                  * detection as close to the leaves as possible and
1031                  * eliminates redundant checksums in the interior nodes.
1032                  */
1033                 pipeline |= ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1034                 pio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1035         }
1036
1037         /* Not all IO types require vdev io done stage e.g. free */
1038         if (!(pio->io_pipeline & ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE))
1039                 pipeline &= ~ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE;
1040
1041         if (vd->vdev_children == 0)
1042                 offset += VDEV_LABEL_START_SIZE;
1043
1044         flags |= ZIO_VDEV_CHILD_FLAGS(pio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
1045
1046         /*
1047          * If we've decided to do a repair, the write is not speculative --
1048          * even if the original read was.
1049          */
1050         if (flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)
1051                 flags &= ~ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
1052
1053         zio = zio_create(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp, data, size,
1054             done, private, type, priority, flags, vd, offset, &pio->io_bookmark,
1055             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, pipeline);
1056
1057         zio->io_physdone = pio->io_physdone;
1058         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && zio->io_logical != NULL)
1059                 zio->io_logical->io_phys_children++;
1060
1061         return (zio);
1062 }
1063
1064 zio_t *
1065 zio_vdev_delegated_io(vdev_t *vd, uint64_t offset, void *data, uint64_t size,
1066         int type, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
1067         zio_done_func_t *done, void *private)
1068 {
1069         zio_t *zio;
1070
1071         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1072
1073         zio = zio_create(NULL, vd->vdev_spa, 0, NULL,
1074             data, size, done, private, type, priority,
1075             flags | ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_DELEGATED,
1076             vd, offset, NULL,
1077             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE);
1078
1079         return (zio);
1080 }
1081
1082 void
1083 zio_flush(zio_t *zio, vdev_t *vd)
1084 {
1085         zio_nowait(zio_ioctl(zio, zio->io_spa, vd, DKIOCFLUSHWRITECACHE, 0, 0,
1086             NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_NOW,
1087             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY));
1088 }
1089
1090 zio_t *
1091 zio_trim(zio_t *zio, spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size)
1092 {
1093
1094         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1095
1096         return (zio_create(zio, spa, 0, NULL, NULL, size, NULL, NULL,
1097             ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_TRIM, ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE |
1098             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY,
1099             vd, offset, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_FREE_PHYS_PIPELINE));
1100 }
1101
1102 void
1103 zio_shrink(zio_t *zio, uint64_t size)
1104 {
1105         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1106         ASSERT(zio->io_orig_size == zio->io_size);
1107         ASSERT(size <= zio->io_size);
1108
1109         /*
1110          * We don't shrink for raidz because of problems with the
1111          * reconstruction when reading back less than the block size.
1112          * Note, BP_IS_RAIDZ() assumes no compression.
1113          */
1114         ASSERT(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp) == ZIO_COMPRESS_OFF);
1115         if (!BP_IS_RAIDZ(zio->io_bp))
1116                 zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
1117 }
1118
1119 /*
1120  * ==========================================================================
1121  * Prepare to read and write logical blocks
1122  * ==========================================================================
1123  */
1124
1125 static int
1126 zio_read_bp_init(zio_t *zio)
1127 {
1128         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1129
1130         if (BP_GET_COMPRESS(bp) != ZIO_COMPRESS_OFF &&
1131             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1132             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW)) {
1133                 uint64_t psize =
1134                     BP_IS_EMBEDDED(bp) ? BPE_GET_PSIZE(bp) : BP_GET_PSIZE(bp);
1135                 void *cbuf = zio_buf_alloc(psize);
1136
1137                 zio_push_transform(zio, cbuf, psize, psize, zio_decompress);
1138         }
1139
1140         if (BP_IS_EMBEDDED(bp) && BPE_GET_ETYPE(bp) == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1141                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1142                 decode_embedded_bp_compressed(bp, zio->io_data);
1143         } else {
1144                 ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
1145         }
1146
1147         if (!DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) && BP_GET_LEVEL(bp) == 0)
1148                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1149
1150         if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_DDT_ZAP)
1151                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1152
1153         if (BP_GET_DEDUP(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
1154                 zio->io_pipeline = ZIO_DDT_READ_PIPELINE;
1155
1156         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1157 }
1158
1159 static int
1160 zio_write_bp_init(zio_t *zio)
1161 {
1162         spa_t *spa = zio->io_spa;
1163         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
1164         enum zio_compress compress = zp->zp_compress;
1165         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1166         uint64_t lsize = zio->io_size;
1167         uint64_t psize = lsize;
1168         int pass = 1;
1169
1170         /*
1171          * If our children haven't all reached the ready stage,
1172          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
1173          */
1174         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
1175             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_READY))
1176                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1177
1178         if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
1179                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1180
1181         ASSERT(zio->io_child_type != ZIO_CHILD_DDT);
1182
1183         if (zio->io_bp_override) {
1184                 ASSERT(bp->blk_birth != zio->io_txg);
1185                 ASSERT(BP_GET_DEDUP(zio->io_bp_override) == 0);
1186
1187                 *bp = *zio->io_bp_override;
1188                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1189
1190                 if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
1191                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1192
1193                 /*
1194                  * If we've been overridden and nopwrite is set then
1195                  * set the flag accordingly to indicate that a nopwrite
1196                  * has already occurred.
1197                  */
1198                 if (!BP_IS_HOLE(bp) && zp->zp_nopwrite) {
1199                         ASSERT(!zp->zp_dedup);
1200                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
1201                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1202                 }
1203
1204                 ASSERT(!zp->zp_nopwrite);
1205
1206                 if (BP_IS_HOLE(bp) || !zp->zp_dedup)
1207                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1208
1209                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup ||
1210                     zp->zp_dedup_verify);
1211
1212                 if (BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum) {
1213                         BP_SET_DEDUP(bp, 1);
1214                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_DDT_WRITE;
1215                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1216                 }
1217                 zio->io_bp_override = NULL;
1218                 BP_ZERO(bp);
1219         }
1220
1221         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg) {
1222                 /*
1223                  * We're rewriting an existing block, which means we're
1224                  * working on behalf of spa_sync().  For spa_sync() to
1225                  * converge, it must eventually be the case that we don't
1226                  * have to allocate new blocks.  But compression changes
1227                  * the blocksize, which forces a reallocate, and makes
1228                  * convergence take longer.  Therefore, after the first
1229                  * few passes, stop compressing to ensure convergence.
1230                  */
1231                 pass = spa_sync_pass(spa);
1232
1233                 ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(spa));
1234                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1235                 ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp));
1236
1237                 if (pass >= zfs_sync_pass_dont_compress)
1238                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1239
1240                 /* Make sure someone doesn't change their mind on overwrites */
1241                 ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp) || MIN(zp->zp_copies + BP_IS_GANG(bp),
1242                     spa_max_replication(spa)) == BP_GET_NDVAS(bp));
1243         }
1244
1245         if (compress != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1246                 void *cbuf = zio_buf_alloc(lsize);
1247                 psize = zio_compress_data(compress, zio->io_data, cbuf, lsize);
1248                 if (psize == 0 || psize == lsize) {
1249                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1250                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1251                 } else if (!zp->zp_dedup && psize <= BPE_PAYLOAD_SIZE &&
1252                     zp->zp_level == 0 && !DMU_OT_HAS_FILL(zp->zp_type) &&
1253                     spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA)) {
1254                         encode_embedded_bp_compressed(bp,
1255                             cbuf, compress, lsize, psize);
1256                         BPE_SET_ETYPE(bp, BP_EMBEDDED_TYPE_DATA);
1257                         BP_SET_TYPE(bp, zio->io_prop.zp_type);
1258                         BP_SET_LEVEL(bp, zio->io_prop.zp_level);
1259                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1260                         bp->blk_birth = zio->io_txg;
1261                         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1262                         ASSERT(spa_feature_is_active(spa,
1263                             SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1264                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1265                 } else {
1266                         /*
1267                          * Round up compressed size to MINBLOCKSIZE and
1268                          * zero the tail.
1269                          */
1270                         size_t rounded =
1271                             P2ROUNDUP(psize, (size_t)SPA_MINBLOCKSIZE);
1272                         if (rounded > psize) {
1273                                 bzero((char *)cbuf + psize, rounded - psize);
1274                                 psize = rounded;
1275                         }
1276                         if (psize == lsize) {
1277                                 compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1278                                 zio_buf_free(cbuf, lsize);
1279                         } else {
1280                                 zio_push_transform(zio, cbuf,
1281                                     psize, lsize, NULL);
1282                         }
1283                 }
1284         }
1285
1286         /*
1287          * The final pass of spa_sync() must be all rewrites, but the first
1288          * few passes offer a trade-off: allocating blocks defers convergence,
1289          * but newly allocated blocks are sequential, so they can be written
1290          * to disk faster.  Therefore, we allow the first few passes of
1291          * spa_sync() to allocate new blocks, but force rewrites after that.
1292          * There should only be a handful of blocks after pass 1 in any case.
1293          */
1294         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg &&
1295             BP_GET_PSIZE(bp) == psize &&
1296             pass >= zfs_sync_pass_rewrite) {
1297                 ASSERT(psize != 0);
1298                 enum zio_stage gang_stages = zio->io_pipeline & ZIO_GANG_STAGES;
1299                 zio->io_pipeline = ZIO_REWRITE_PIPELINE | gang_stages;
1300                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_REWRITE;
1301         } else {
1302                 BP_ZERO(bp);
1303                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
1304         }
1305
1306         if (psize == 0) {
1307                 if (zio->io_bp_orig.blk_birth != 0 &&
1308                     spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_HOLE_BIRTH)) {
1309                         BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1310                         BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1311                         BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1312                         BP_SET_BIRTH(bp, zio->io_txg, 0);
1313                 }
1314                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1315         } else {
1316                 ASSERT(zp->zp_checksum != ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER);
1317                 BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1318                 BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1319                 BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1320                 BP_SET_PSIZE(bp, psize);
1321                 BP_SET_COMPRESS(bp, compress);
1322                 BP_SET_CHECKSUM(bp, zp->zp_checksum);
1323                 BP_SET_DEDUP(bp, zp->zp_dedup);
1324                 BP_SET_BYTEORDER(bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
1325                 if (zp->zp_dedup) {
1326                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1327                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1328                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_WRITE_PIPELINE;
1329                 }
1330                 if (zp->zp_nopwrite) {
1331                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1332                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1333                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_NOP_WRITE;
1334                 }
1335         }
1336
1337         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1338 }
1339
1340 static int
1341 zio_free_bp_init(zio_t *zio)
1342 {
1343         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1344
1345         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL) {
1346                 if (BP_GET_DEDUP(bp))
1347                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_FREE_PIPELINE;
1348         }
1349
1350         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1351 }
1352
1353 /*
1354  * ==========================================================================
1355  * Execute the I/O pipeline
1356  * ==========================================================================
1357  */
1358
1359 static void
1360 zio_taskq_dispatch(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q, boolean_t cutinline)
1361 {
1362         spa_t *spa = zio->io_spa;
1363         zio_type_t t = zio->io_type;
1364         int flags = (cutinline ? TQ_FRONT : 0);
1365
1366         ASSERT(q == ZIO_TASKQ_ISSUE || q == ZIO_TASKQ_INTERRUPT);
1367
1368         /*
1369          * If we're a config writer or a probe, the normal issue and
1370          * interrupt threads may all be blocked waiting for the config lock.
1371          * In this case, select the otherwise-unused taskq for ZIO_TYPE_NULL.
1372          */
1373         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_PROBE))
1374                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1375
1376         /*
1377          * A similar issue exists for the L2ARC write thread until L2ARC 2.0.
1378          */
1379         if (t == ZIO_TYPE_WRITE && zio->io_vd && zio->io_vd->vdev_aux)
1380                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1381
1382         /*
1383          * If this is a high priority I/O, then use the high priority taskq if
1384          * available.
1385          */
1386         if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW &&
1387             spa->spa_zio_taskq[t][q + 1].stqs_count != 0)
1388                 q++;
1389
1390         ASSERT3U(q, <, ZIO_TASKQ_TYPES);
1391
1392         /*
1393          * NB: We are assuming that the zio can only be dispatched
1394          * to a single taskq at a time.  It would be a grievous error
1395          * to dispatch the zio to another taskq at the same time.
1396          */
1397 #if defined(illumos) || !defined(_KERNEL)
1398         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_next == NULL);
1399 #else
1400         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_task.ta_pending == 0);
1401 #endif
1402         spa_taskq_dispatch_ent(spa, t, q, (task_func_t *)zio_execute, zio,
1403             flags, &zio->io_tqent);
1404 }
1405
1406 static boolean_t
1407 zio_taskq_member(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q)
1408 {
1409         kthread_t *executor = zio->io_executor;
1410         spa_t *spa = zio->io_spa;
1411
1412         for (zio_type_t t = 0; t < ZIO_TYPES; t++) {
1413                 spa_taskqs_t *tqs = &spa->spa_zio_taskq[t][q];
1414                 uint_t i;
1415                 for (i = 0; i < tqs->stqs_count; i++) {
1416                         if (taskq_member(tqs->stqs_taskq[i], executor))
1417                                 return (B_TRUE);
1418                 }
1419         }
1420
1421         return (B_FALSE);
1422 }
1423
1424 static int
1425 zio_issue_async(zio_t *zio)
1426 {
1427         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1428
1429         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1430 }
1431
1432 void
1433 zio_interrupt(zio_t *zio)
1434 {
1435         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT, B_FALSE);
1436 }
1437
1438 /*
1439  * Execute the I/O pipeline until one of the following occurs:
1440  *
1441  *      (1) the I/O completes
1442  *      (2) the pipeline stalls waiting for dependent child I/Os
1443  *      (3) the I/O issues, so we're waiting for an I/O completion interrupt
1444  *      (4) the I/O is delegated by vdev-level caching or aggregation
1445  *      (5) the I/O is deferred due to vdev-level queueing
1446  *      (6) the I/O is handed off to another thread.
1447  *
1448  * In all cases, the pipeline stops whenever there's no CPU work; it never
1449  * burns a thread in cv_wait().
1450  *
1451  * There's no locking on io_stage because there's no legitimate way
1452  * for multiple threads to be attempting to process the same I/O.
1453  */
1454 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[];
1455
1456 void
1457 zio_execute(zio_t *zio)
1458 {
1459         zio->io_executor = curthread;
1460
1461         while (zio->io_stage < ZIO_STAGE_DONE) {
1462                 enum zio_stage pipeline = zio->io_pipeline;
1463                 enum zio_stage stage = zio->io_stage;
1464                 int rv;
1465
1466                 ASSERT(!MUTEX_HELD(&zio->io_lock));
1467                 ASSERT(ISP2(stage));
1468                 ASSERT(zio->io_stall == NULL);
1469
1470                 do {
1471                         stage <<= 1;
1472                 } while ((stage & pipeline) == 0);
1473
1474                 ASSERT(stage <= ZIO_STAGE_DONE);
1475
1476                 /*
1477                  * If we are in interrupt context and this pipeline stage
1478                  * will grab a config lock that is held across I/O,
1479                  * or may wait for an I/O that needs an interrupt thread
1480                  * to complete, issue async to avoid deadlock.
1481                  *
1482                  * For VDEV_IO_START, we cut in line so that the io will
1483                  * be sent to disk promptly.
1484                  */
1485                 if ((stage & ZIO_BLOCKING_STAGES) && zio->io_vd == NULL &&
1486                     zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT)) {
1487                         boolean_t cut = (stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START) ?
1488                             zio_requeue_io_start_cut_in_line : B_FALSE;
1489                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
1490                         return;
1491                 }
1492
1493                 zio->io_stage = stage;
1494                 rv = zio_pipeline[highbit64(stage) - 1](zio);
1495
1496                 if (rv == ZIO_PIPELINE_STOP)
1497                         return;
1498
1499                 ASSERT(rv == ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1500         }
1501 }
1502
1503 /*
1504  * ==========================================================================
1505  * Initiate I/O, either sync or async
1506  * ==========================================================================
1507  */
1508 int
1509 zio_wait(zio_t *zio)
1510 {
1511         int error;
1512
1513         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1514         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1515
1516         zio->io_waiter = curthread;
1517
1518         zio_execute(zio);
1519
1520         mutex_enter(&zio->io_lock);
1521         while (zio->io_executor != NULL)
1522                 cv_wait(&zio->io_cv, &zio->io_lock);
1523         mutex_exit(&zio->io_lock);
1524
1525         error = zio->io_error;
1526         zio_destroy(zio);
1527
1528         return (error);
1529 }
1530
1531 void
1532 zio_nowait(zio_t *zio)
1533 {
1534         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1535
1536         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1537             zio_unique_parent(zio) == NULL) {
1538                 /*
1539                  * This is a logical async I/O with no parent to wait for it.
1540                  * We add it to the spa_async_root_zio "Godfather" I/O which
1541                  * will ensure they complete prior to unloading the pool.
1542                  */
1543                 spa_t *spa = zio->io_spa;
1544
1545                 zio_add_child(spa->spa_async_zio_root[CPU_SEQID], zio);
1546         }
1547
1548         zio_execute(zio);
1549 }
1550
1551 /*
1552  * ==========================================================================
1553  * Reexecute or suspend/resume failed I/O
1554  * ==========================================================================
1555  */
1556
1557 static void
1558 zio_reexecute(zio_t *pio)
1559 {
1560         zio_t *cio, *cio_next;
1561
1562         ASSERT(pio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1563         ASSERT(pio->io_orig_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1564         ASSERT(pio->io_gang_leader == NULL);
1565         ASSERT(pio->io_gang_tree == NULL);
1566
1567         pio->io_flags = pio->io_orig_flags;
1568         pio->io_stage = pio->io_orig_stage;
1569         pio->io_pipeline = pio->io_orig_pipeline;
1570         pio->io_reexecute = 0;
1571         pio->io_flags |= ZIO_FLAG_REEXECUTED;
1572         pio->io_error = 0;
1573         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1574                 pio->io_state[w] = 0;
1575         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
1576                 pio->io_child_error[c] = 0;
1577
1578         if (IO_IS_ALLOCATING(pio))
1579                 BP_ZERO(pio->io_bp);
1580
1581         /*
1582          * As we reexecute pio's children, new children could be created.
1583          * New children go to the head of pio's io_child_list, however,
1584          * so we will (correctly) not reexecute them.  The key is that
1585          * the remainder of pio's io_child_list, from 'cio_next' onward,
1586          * cannot be affected by any side effects of reexecuting 'cio'.
1587          */
1588         for (cio = zio_walk_children(pio); cio != NULL; cio = cio_next) {
1589                 cio_next = zio_walk_children(pio);
1590                 mutex_enter(&pio->io_lock);
1591                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1592                         pio->io_children[cio->io_child_type][w]++;
1593                 mutex_exit(&pio->io_lock);
1594                 zio_reexecute(cio);
1595         }
1596
1597         /*
1598          * Now that all children have been reexecuted, execute the parent.
1599          * We don't reexecute "The Godfather" I/O here as it's the
1600          * responsibility of the caller to wait on him.
1601          */
1602         if (!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER))
1603                 zio_execute(pio);
1604 }
1605
1606 void
1607 zio_suspend(spa_t *spa, zio_t *zio)
1608 {
1609         if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_PANIC)
1610                 fm_panic("Pool '%s' has encountered an uncorrectable I/O "
1611                     "failure and the failure mode property for this pool "
1612                     "is set to panic.", spa_name(spa));
1613
1614         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO_FAILURE, spa, NULL, NULL, 0, 0);
1615
1616         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1617
1618         if (spa->spa_suspend_zio_root == NULL)
1619                 spa->spa_suspend_zio_root = zio_root(spa, NULL, NULL,
1620                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE |
1621                     ZIO_FLAG_GODFATHER);
1622
1623         spa->spa_suspended = B_TRUE;
1624
1625         if (zio != NULL) {
1626                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
1627                 ASSERT(zio != spa->spa_suspend_zio_root);
1628                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1629                 ASSERT(zio_unique_parent(zio) == NULL);
1630                 ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DONE);
1631                 zio_add_child(spa->spa_suspend_zio_root, zio);
1632         }
1633
1634         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1635 }
1636
1637 int
1638 zio_resume(spa_t *spa)
1639 {
1640         zio_t *pio;
1641
1642         /*
1643          * Reexecute all previously suspended i/o.
1644          */
1645         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1646         spa->spa_suspended = B_FALSE;
1647         cv_broadcast(&spa->spa_suspend_cv);
1648         pio = spa->spa_suspend_zio_root;
1649         spa->spa_suspend_zio_root = NULL;
1650         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1651
1652         if (pio == NULL)
1653                 return (0);
1654
1655         zio_reexecute(pio);
1656         return (zio_wait(pio));
1657 }
1658
1659 void
1660 zio_resume_wait(spa_t *spa)
1661 {
1662         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1663         while (spa_suspended(spa))
1664                 cv_wait(&spa->spa_suspend_cv, &spa->spa_suspend_lock);
1665         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1666 }
1667
1668 /*
1669  * ==========================================================================
1670  * Gang blocks.
1671  *
1672  * A gang block is a collection of small blocks that looks to the DMU
1673  * like one large block.  When zio_dva_allocate() cannot find a block
1674  * of the requested size, due to either severe fragmentation or the pool
1675  * being nearly full, it calls zio_write_gang_block() to construct the
1676  * block from smaller fragments.
1677  *
1678  * A gang block consists of a gang header (zio_gbh_phys_t) and up to
1679  * three (SPA_GBH_NBLKPTRS) gang members.  The gang header is just like
1680  * an indirect block: it's an array of block pointers.  It consumes
1681  * only one sector and hence is allocatable regardless of fragmentation.
1682  * The gang header's bps point to its gang members, which hold the data.
1683  *
1684  * Gang blocks are self-checksumming, using the bp's <vdev, offset, txg>
1685  * as the verifier to ensure uniqueness of the SHA256 checksum.
1686  * Critically, the gang block bp's blk_cksum is the checksum of the data,
1687  * not the gang header.  This ensures that data block signatures (needed for
1688  * deduplication) are independent of how the block is physically stored.
1689  *
1690  * Gang blocks can be nested: a gang member may itself be a gang block.
1691  * Thus every gang block is a tree in which root and all interior nodes are
1692  * gang headers, and the leaves are normal blocks that contain user data.
1693  * The root of the gang tree is called the gang leader.
1694  *
1695  * To perform any operation (read, rewrite, free, claim) on a gang block,
1696  * zio_gang_assemble() first assembles the gang tree (minus data leaves)
1697  * in the io_gang_tree field of the original logical i/o by recursively
1698  * reading the gang leader and all gang headers below it.  This yields
1699  * an in-core tree containing the contents of every gang header and the
1700  * bps for every constituent of the gang block.
1701  *
1702  * With the gang tree now assembled, zio_gang_issue() just walks the gang tree
1703  * and invokes a callback on each bp.  To free a gang block, zio_gang_issue()
1704  * calls zio_free_gang() -- a trivial wrapper around zio_free() -- for each bp.
1705  * zio_claim_gang() provides a similarly trivial wrapper for zio_claim().
1706  * zio_read_gang() is a wrapper around zio_read() that omits reading gang
1707  * headers, since we already have those in io_gang_tree.  zio_rewrite_gang()
1708  * performs a zio_rewrite() of the data or, for gang headers, a zio_rewrite()
1709  * of the gang header plus zio_checksum_compute() of the data to update the
1710  * gang header's blk_cksum as described above.
1711  *
1712  * The two-phase assemble/issue model solves the problem of partial failure --
1713  * what if you'd freed part of a gang block but then couldn't read the
1714  * gang header for another part?  Assembling the entire gang tree first
1715  * ensures that all the necessary gang header I/O has succeeded before
1716  * starting the actual work of free, claim, or write.  Once the gang tree
1717  * is assembled, free and claim are in-memory operations that cannot fail.
1718  *
1719  * In the event that a gang write fails, zio_dva_unallocate() walks the
1720  * gang tree to immediately free (i.e. insert back into the space map)
1721  * everything we've allocated.  This ensures that we don't get ENOSPC
1722  * errors during repeated suspend/resume cycles due to a flaky device.
1723  *
1724  * Gang rewrites only happen during sync-to-convergence.  If we can't assemble
1725  * the gang tree, we won't modify the block, so we can safely defer the free
1726  * (knowing that the block is still intact).  If we *can* assemble the gang
1727  * tree, then even if some of the rewrites fail, zio_dva_unallocate() will free
1728  * each constituent bp and we can allocate a new block on the next sync pass.
1729  *
1730  * In all cases, the gang tree allows complete recovery from partial failure.
1731  * ==========================================================================
1732  */
1733
1734 static zio_t *
1735 zio_read_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1736 {
1737         if (gn != NULL)
1738                 return (pio);
1739
1740         return (zio_read(pio, pio->io_spa, bp, data, BP_GET_PSIZE(bp),
1741             NULL, NULL, pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1742             &pio->io_bookmark));
1743 }
1744
1745 zio_t *
1746 zio_rewrite_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1747 {
1748         zio_t *zio;
1749
1750         if (gn != NULL) {
1751                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1752                     gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL, pio->io_priority,
1753                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1754                 /*
1755                  * As we rewrite each gang header, the pipeline will compute
1756                  * a new gang block header checksum for it; but no one will
1757                  * compute a new data checksum, so we do that here.  The one
1758                  * exception is the gang leader: the pipeline already computed
1759                  * its data checksum because that stage precedes gang assembly.
1760                  * (Presently, nothing actually uses interior data checksums;
1761                  * this is just good hygiene.)
1762                  */
1763                 if (gn != pio->io_gang_leader->io_gang_tree) {
1764                         zio_checksum_compute(zio, BP_GET_CHECKSUM(bp),
1765                             data, BP_GET_PSIZE(bp));
1766                 }
1767                 /*
1768                  * If we are here to damage data for testing purposes,
1769                  * leave the GBH alone so that we can detect the damage.
1770                  */
1771                 if (pio->io_gang_leader->io_flags & ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE)
1772                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
1773         } else {
1774                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1775                     data, BP_GET_PSIZE(bp), NULL, NULL, pio->io_priority,
1776                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1777         }
1778
1779         return (zio);
1780 }
1781
1782 /* ARGSUSED */
1783 zio_t *
1784 zio_free_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1785 {
1786         return (zio_free_sync(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1787             BP_IS_GANG(bp) ? SPA_GANGBLOCKSIZE : BP_GET_PSIZE(bp),
1788             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1789 }
1790
1791 /* ARGSUSED */
1792 zio_t *
1793 zio_claim_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1794 {
1795         return (zio_claim(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1796             NULL, NULL, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1797 }
1798
1799 static zio_gang_issue_func_t *zio_gang_issue_func[ZIO_TYPES] = {
1800         NULL,
1801         zio_read_gang,
1802         zio_rewrite_gang,
1803         zio_free_gang,
1804         zio_claim_gang,
1805         NULL
1806 };
1807
1808 static void zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio);
1809
1810 static zio_gang_node_t *
1811 zio_gang_node_alloc(zio_gang_node_t **gnpp)
1812 {
1813         zio_gang_node_t *gn;
1814
1815         ASSERT(*gnpp == NULL);
1816
1817         gn = kmem_zalloc(sizeof (*gn), KM_SLEEP);
1818         gn->gn_gbh = zio_buf_alloc(SPA_GANGBLOCKSIZE);
1819         *gnpp = gn;
1820
1821         return (gn);
1822 }
1823
1824 static void
1825 zio_gang_node_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1826 {
1827         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1828
1829         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1830                 ASSERT(gn->gn_child[g] == NULL);
1831
1832         zio_buf_free(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1833         kmem_free(gn, sizeof (*gn));
1834         *gnpp = NULL;
1835 }
1836
1837 static void
1838 zio_gang_tree_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1839 {
1840         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1841
1842         if (gn == NULL)
1843                 return;
1844
1845         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1846                 zio_gang_tree_free(&gn->gn_child[g]);
1847
1848         zio_gang_node_free(gnpp);
1849 }
1850
1851 static void
1852 zio_gang_tree_assemble(zio_t *gio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t **gnpp)
1853 {
1854         zio_gang_node_t *gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
1855
1856         ASSERT(gio->io_gang_leader == gio);
1857         ASSERT(BP_IS_GANG(bp));
1858
1859         zio_nowait(zio_read(gio, gio->io_spa, bp, gn->gn_gbh,
1860             SPA_GANGBLOCKSIZE, zio_gang_tree_assemble_done, gn,
1861             gio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(gio), &gio->io_bookmark));
1862 }
1863
1864 static void
1865 zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio)
1866 {
1867         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
1868         zio_gang_node_t *gn = zio->io_private;
1869         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1870
1871         ASSERT(gio == zio_unique_parent(zio));
1872         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
1873
1874         if (zio->io_error)
1875                 return;
1876
1877         if (BP_SHOULD_BYTESWAP(bp))
1878                 byteswap_uint64_array(zio->io_data, zio->io_size);
1879
1880         ASSERT(zio->io_data == gn->gn_gbh);
1881         ASSERT(zio->io_size == SPA_GANGBLOCKSIZE);
1882         ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1883
1884         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1885                 blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1886                 if (!BP_IS_GANG(gbp))
1887                         continue;
1888                 zio_gang_tree_assemble(gio, gbp, &gn->gn_child[g]);
1889         }
1890 }
1891
1892 static void
1893 zio_gang_tree_issue(zio_t *pio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp, void *data)
1894 {
1895         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1896         zio_t *zio;
1897
1898         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) == !!gn);
1899         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == BP_GET_CHECKSUM(gio->io_bp));
1900         ASSERT(BP_GET_LSIZE(bp) == BP_GET_PSIZE(bp) || gn == gio->io_gang_tree);
1901
1902         /*
1903          * If you're a gang header, your data is in gn->gn_gbh.
1904          * If you're a gang member, your data is in 'data' and gn == NULL.
1905          */
1906         zio = zio_gang_issue_func[gio->io_type](pio, bp, gn, data);
1907
1908         if (gn != NULL) {
1909                 ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1910
1911                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1912                         blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1913                         if (BP_IS_HOLE(gbp))
1914                                 continue;
1915                         zio_gang_tree_issue(zio, gn->gn_child[g], gbp, data);
1916                         data = (char *)data + BP_GET_PSIZE(gbp);
1917                 }
1918         }
1919
1920         if (gn == gio->io_gang_tree && gio->io_data != NULL)
1921                 ASSERT3P((char *)gio->io_data + gio->io_size, ==, data);
1922
1923         if (zio != pio)
1924                 zio_nowait(zio);
1925 }
1926
1927 static int
1928 zio_gang_assemble(zio_t *zio)
1929 {
1930         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1931
1932         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == NULL);
1933         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1934
1935         zio->io_gang_leader = zio;
1936
1937         zio_gang_tree_assemble(zio, bp, &zio->io_gang_tree);
1938
1939         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1940 }
1941
1942 static int
1943 zio_gang_issue(zio_t *zio)
1944 {
1945         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1946
1947         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE))
1948                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1949
1950         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == zio);
1951         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1952
1953         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_GANG] == 0)
1954                 zio_gang_tree_issue(zio, zio->io_gang_tree, bp, zio->io_data);
1955         else
1956                 zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
1957
1958         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1959
1960         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1961 }
1962
1963 static void
1964 zio_write_gang_member_ready(zio_t *zio)
1965 {
1966         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
1967         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
1968         dva_t *cdva = zio->io_bp->blk_dva;
1969         dva_t *pdva = pio->io_bp->blk_dva;
1970         uint64_t asize;
1971
1972         if (BP_IS_HOLE(zio->io_bp))
1973                 return;
1974
1975         ASSERT(BP_IS_HOLE(&zio->io_bp_orig));
1976
1977         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG);
1978         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, ==, gio->io_prop.zp_copies);
1979         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
1980         ASSERT3U(pio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1981         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(zio->io_bp), <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1982
1983         mutex_enter(&pio->io_lock);
1984         for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(zio->io_bp); d++) {
1985                 ASSERT(DVA_GET_GANG(&pdva[d]));
1986                 asize = DVA_GET_ASIZE(&pdva[d]);
1987                 asize += DVA_GET_ASIZE(&cdva[d]);
1988                 DVA_SET_ASIZE(&pdva[d], asize);
1989         }
1990         mutex_exit(&pio->io_lock);
1991 }
1992
1993 static int
1994 zio_write_gang_block(zio_t *pio)
1995 {
1996         spa_t *spa = pio->io_spa;
1997         blkptr_t *bp = pio->io_bp;
1998         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1999         zio_t *zio;
2000         zio_gang_node_t *gn, **gnpp;
2001         zio_gbh_phys_t *gbh;
2002         uint64_t txg = pio->io_txg;
2003         uint64_t resid = pio->io_size;
2004         uint64_t lsize;
2005         int copies = gio->io_prop.zp_copies;
2006         int gbh_copies = MIN(copies + 1, spa_max_replication(spa));
2007         zio_prop_t zp;
2008         int error;
2009
2010         error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), SPA_GANGBLOCKSIZE,
2011             bp, gbh_copies, txg, pio == gio ? NULL : gio->io_bp,
2012             METASLAB_HINTBP_FAVOR | METASLAB_GANG_HEADER);
2013         if (error) {
2014                 pio->io_error = error;
2015                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2016         }
2017
2018         if (pio == gio) {
2019                 gnpp = &gio->io_gang_tree;
2020         } else {
2021                 gnpp = pio->io_private;
2022                 ASSERT(pio->io_ready == zio_write_gang_member_ready);
2023         }
2024
2025         gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
2026         gbh = gn->gn_gbh;
2027         bzero(gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
2028
2029         /*
2030          * Create the gang header.
2031          */
2032         zio = zio_rewrite(pio, spa, txg, bp, gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL,
2033             pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
2034
2035         /*
2036          * Create and nowait the gang children.
2037          */
2038         for (int g = 0; resid != 0; resid -= lsize, g++) {
2039                 lsize = P2ROUNDUP(resid / (SPA_GBH_NBLKPTRS - g),
2040                     SPA_MINBLOCKSIZE);
2041                 ASSERT(lsize >= SPA_MINBLOCKSIZE && lsize <= resid);
2042
2043                 zp.zp_checksum = gio->io_prop.zp_checksum;
2044                 zp.zp_compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
2045                 zp.zp_type = DMU_OT_NONE;
2046                 zp.zp_level = 0;
2047                 zp.zp_copies = gio->io_prop.zp_copies;
2048                 zp.zp_dedup = B_FALSE;
2049                 zp.zp_dedup_verify = B_FALSE;
2050                 zp.zp_nopwrite = B_FALSE;
2051
2052                 zio_nowait(zio_write(zio, spa, txg, &gbh->zg_blkptr[g],
2053                     (char *)pio->io_data + (pio->io_size - resid), lsize, &zp,
2054                     zio_write_gang_member_ready, NULL, NULL, &gn->gn_child[g],
2055                     pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
2056                     &pio->io_bookmark));
2057         }
2058
2059         /*
2060          * Set pio's pipeline to just wait for zio to finish.
2061          */
2062         pio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2063
2064         zio_nowait(zio);
2065
2066         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2067 }
2068
2069 /*
2070  * The zio_nop_write stage in the pipeline determines if allocating
2071  * a new bp is necessary.  By leveraging a cryptographically secure checksum,
2072  * such as SHA256, we can compare the checksums of the new data and the old
2073  * to determine if allocating a new block is required.  The nopwrite
2074  * feature can handle writes in either syncing or open context (i.e. zil
2075  * writes) and as a result is mutually exclusive with dedup.
2076  */
2077 static int
2078 zio_nop_write(zio_t *zio)
2079 {
2080         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2081         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
2082         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2083
2084         ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
2085         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
2086         ASSERT(zp->zp_nopwrite);
2087         ASSERT(!zp->zp_dedup);
2088         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2089         ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
2090
2091         /*
2092          * Check to see if the original bp and the new bp have matching
2093          * characteristics (i.e. same checksum, compression algorithms, etc).
2094          * If they don't then just continue with the pipeline which will
2095          * allocate a new bp.
2096          */
2097         if (BP_IS_HOLE(bp_orig) ||
2098             !zio_checksum_table[BP_GET_CHECKSUM(bp)].ci_dedup ||
2099             BP_GET_CHECKSUM(bp) != BP_GET_CHECKSUM(bp_orig) ||
2100             BP_GET_COMPRESS(bp) != BP_GET_COMPRESS(bp_orig) ||
2101             BP_GET_DEDUP(bp) != BP_GET_DEDUP(bp_orig) ||
2102             zp->zp_copies != BP_GET_NDVAS(bp_orig))
2103                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2104
2105         /*
2106          * If the checksums match then reset the pipeline so that we
2107          * avoid allocating a new bp and issuing any I/O.
2108          */
2109         if (ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, bp_orig->blk_cksum)) {
2110                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup);
2111                 ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(bp), ==, BP_GET_PSIZE(bp_orig));
2112                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(bp), ==, BP_GET_LSIZE(bp_orig));
2113                 ASSERT(zp->zp_compress != ZIO_COMPRESS_OFF);
2114                 ASSERT(bcmp(&bp->blk_prop, &bp_orig->blk_prop,
2115                     sizeof (uint64_t)) == 0);
2116
2117                 *bp = *bp_orig;
2118                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2119                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
2120         }
2121
2122         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2123 }
2124
2125 /*
2126  * ==========================================================================
2127  * Dedup
2128  * ==========================================================================
2129  */
2130 static void
2131 zio_ddt_child_read_done(zio_t *zio)
2132 {
2133         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2134         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2135         ddt_phys_t *ddp;
2136         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
2137
2138         mutex_enter(&pio->io_lock);
2139         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2140         if (zio->io_error == 0)
2141                 ddt_phys_clear(ddp);    /* this ddp doesn't need repair */
2142         if (zio->io_error == 0 && dde->dde_repair_data == NULL)
2143                 dde->dde_repair_data = zio->io_data;
2144         else
2145                 zio_buf_free(zio->io_data, zio->io_size);
2146         mutex_exit(&pio->io_lock);
2147 }
2148
2149 static int
2150 zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
2151 {
2152         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2153
2154         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2155         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
2156         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2157
2158         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
2159                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2160                 ddt_entry_t *dde = ddt_repair_start(ddt, bp);
2161                 ddt_phys_t *ddp = dde->dde_phys;
2162                 ddt_phys_t *ddp_self = ddt_phys_select(dde, bp);
2163                 blkptr_t blk;
2164
2165                 ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
2166                 zio->io_vsd = dde;
2167
2168                 if (ddp_self == NULL)
2169                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2170
2171                 for (int p = 0; p < DDT_PHYS_TYPES; p++, ddp++) {
2172                         if (ddp->ddp_phys_birth == 0 || ddp == ddp_self)
2173                                 continue;
2174                         ddt_bp_create(ddt->ddt_checksum, &dde->dde_key, ddp,
2175                             &blk);
2176                         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, &blk,
2177                             zio_buf_alloc(zio->io_size), zio->io_size,
2178                             zio_ddt_child_read_done, dde, zio->io_priority,
2179                             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE,
2180                             &zio->io_bookmark));
2181                 }
2182                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2183         }
2184
2185         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, bp,
2186             zio->io_data, zio->io_size, NULL, NULL, zio->io_priority,
2187             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark));
2188
2189         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2190 }
2191
2192 static int
2193 zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
2194 {
2195         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2196
2197         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE))
2198                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2199
2200         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2201         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
2202         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2203
2204         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
2205                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2206                 ddt_entry_t *dde = zio->io_vsd;
2207                 if (ddt == NULL) {
2208                         ASSERT(spa_load_state(zio->io_spa) != SPA_LOAD_NONE);
2209                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2210                 }
2211                 if (dde == NULL) {
2212                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_DDT_READ_START >> 1;
2213                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
2214                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2215                 }
2216                 if (dde->dde_repair_data != NULL) {
2217                         bcopy(dde->dde_repair_data, zio->io_data, zio->io_size);
2218                         zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT] = 0;
2219                 }
2220                 ddt_repair_done(ddt, dde);
2221                 zio->io_vsd = NULL;
2222         }
2223
2224         ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
2225
2226         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2227 }
2228
2229 static boolean_t
2230 zio_ddt_collision(zio_t *zio, ddt_t *ddt, ddt_entry_t *dde)
2231 {
2232         spa_t *spa = zio->io_spa;
2233
2234         /*
2235          * Note: we compare the original data, not the transformed data,
2236          * because when zio->io_bp is an override bp, we will not have
2237          * pushed the I/O transforms.  That's an important optimization
2238          * because otherwise we'd compress/encrypt all dmu_sync() data twice.
2239          */
2240         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2241                 zio_t *lio = dde->dde_lead_zio[p];
2242
2243                 if (lio != NULL) {
2244                         return (lio->io_orig_size != zio->io_orig_size ||
2245                             bcmp(zio->io_orig_data, lio->io_orig_data,
2246                             zio->io_orig_size) != 0);
2247                 }
2248         }
2249
2250         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2251                 ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2252
2253                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0) {
2254                         arc_buf_t *abuf = NULL;
2255                         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_WAIT;
2256                         blkptr_t blk = *zio->io_bp;
2257                         int error;
2258
2259                         ddt_bp_fill(ddp, &blk, ddp->ddp_phys_birth);
2260
2261                         ddt_exit(ddt);
2262
2263                         error = arc_read(NULL, spa, &blk,
2264                             arc_getbuf_func, &abuf, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
2265                             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2266                             &aflags, &zio->io_bookmark);
2267
2268                         if (error == 0) {
2269                                 if (arc_buf_size(abuf) != zio->io_orig_size ||
2270                                     bcmp(abuf->b_data, zio->io_orig_data,
2271                                     zio->io_orig_size) != 0)
2272                                         error = SET_ERROR(EEXIST);
2273                                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(abuf, &abuf));
2274                         }
2275
2276                         ddt_enter(ddt);
2277                         return (error != 0);
2278                 }
2279         }
2280
2281         return (B_FALSE);
2282 }
2283
2284 static void
2285 zio_ddt_child_write_ready(zio_t *zio)
2286 {
2287         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2288         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2289         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2290         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2291         zio_t *pio;
2292
2293         if (zio->io_error)
2294                 return;
2295
2296         ddt_enter(ddt);
2297
2298         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2299
2300         ddt_phys_fill(ddp, zio->io_bp);
2301
2302         while ((pio = zio_walk_parents(zio)) != NULL)
2303                 ddt_bp_fill(ddp, pio->io_bp, zio->io_txg);
2304
2305         ddt_exit(ddt);
2306 }
2307
2308 static void
2309 zio_ddt_child_write_done(zio_t *zio)
2310 {
2311         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2312         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2313         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2314         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2315
2316         ddt_enter(ddt);
2317
2318         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2319         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2320         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2321
2322         if (zio->io_error == 0) {
2323                 while (zio_walk_parents(zio) != NULL)
2324                         ddt_phys_addref(ddp);
2325         } else {
2326                 ddt_phys_clear(ddp);
2327         }
2328
2329         ddt_exit(ddt);
2330 }
2331
2332 static void
2333 zio_ddt_ditto_write_done(zio_t *zio)
2334 {
2335         int p = DDT_PHYS_DITTO;
2336         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2337         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2338         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2339         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2340         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2341         ddt_key_t *ddk = &dde->dde_key;
2342
2343         ddt_enter(ddt);
2344
2345         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2346         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2347         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2348
2349         if (zio->io_error == 0) {
2350                 ASSERT(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, ddk->ddk_cksum));
2351                 ASSERT(zp->zp_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2352                 ASSERT(zp->zp_copies == BP_GET_NDVAS(bp) - BP_IS_GANG(bp));
2353                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2354                         ddt_phys_free(ddt, ddk, ddp, zio->io_txg);
2355                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2356         }
2357
2358         ddt_exit(ddt);
2359 }
2360
2361 static int
2362 zio_ddt_write(zio_t *zio)
2363 {
2364         spa_t *spa = zio->io_spa;
2365         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2366         uint64_t txg = zio->io_txg;
2367         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2368         int p = zp->zp_copies;
2369         int ditto_copies;
2370         zio_t *cio = NULL;
2371         zio_t *dio = NULL;
2372         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2373         ddt_entry_t *dde;
2374         ddt_phys_t *ddp;
2375
2376         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2377         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum);
2378         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp) || zio->io_bp_override);
2379
2380         ddt_enter(ddt);
2381         dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2382         ddp = &dde->dde_phys[p];
2383
2384         if (zp->zp_dedup_verify && zio_ddt_collision(zio, ddt, dde)) {
2385                 /*
2386                  * If we're using a weak checksum, upgrade to a strong checksum
2387                  * and try again.  If we're already using a strong checksum,
2388                  * we can't resolve it, so just convert to an ordinary write.
2389                  * (And automatically e-mail a paper to Nature?)
2390                  */
2391                 if (!zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup) {
2392                         zp->zp_checksum = spa_dedup_checksum(spa);
2393                         zio_pop_transforms(zio);
2394                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2395                         BP_ZERO(bp);
2396                 } else {
2397                         zp->zp_dedup = B_FALSE;
2398                 }
2399                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2400                 ddt_exit(ddt);
2401                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2402         }
2403
2404         ditto_copies = ddt_ditto_copies_needed(ddt, dde, ddp);
2405         ASSERT(ditto_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2406
2407         if (ditto_copies > ddt_ditto_copies_present(dde) &&
2408             dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] == NULL) {
2409                 zio_prop_t czp = *zp;
2410
2411                 czp.zp_copies = ditto_copies;
2412
2413                 /*
2414                  * If we arrived here with an override bp, we won't have run
2415                  * the transform stack, so we won't have the data we need to
2416                  * generate a child i/o.  So, toss the override bp and restart.
2417                  * This is safe, because using the override bp is just an
2418                  * optimization; and it's rare, so the cost doesn't matter.
2419                  */
2420                 if (zio->io_bp_override) {
2421                         zio_pop_transforms(zio);
2422                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2423                         zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2424                         zio->io_bp_override = NULL;
2425                         BP_ZERO(bp);
2426                         ddt_exit(ddt);
2427                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2428                 }
2429
2430                 dio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2431                     zio->io_orig_size, &czp, NULL, NULL,
2432                     zio_ddt_ditto_write_done, dde, zio->io_priority,
2433                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2434
2435                 zio_push_transform(dio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2436                 dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] = dio;
2437         }
2438
2439         if (ddp->ddp_phys_birth != 0 || dde->dde_lead_zio[p] != NULL) {
2440                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2441                         ddt_bp_fill(ddp, bp, txg);
2442                 if (dde->dde_lead_zio[p] != NULL)
2443                         zio_add_child(zio, dde->dde_lead_zio[p]);
2444                 else
2445                         ddt_phys_addref(ddp);
2446         } else if (zio->io_bp_override) {
2447                 ASSERT(bp->blk_birth == txg);
2448                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, zio->io_bp_override));
2449                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2450                 ddt_phys_addref(ddp);
2451         } else {
2452                 cio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2453                     zio->io_orig_size, zp, zio_ddt_child_write_ready, NULL,
2454                     zio_ddt_child_write_done, dde, zio->io_priority,
2455                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2456
2457                 zio_push_transform(cio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2458                 dde->dde_lead_zio[p] = cio;
2459         }
2460
2461         ddt_exit(ddt);
2462
2463         if (cio)
2464                 zio_nowait(cio);
2465         if (dio)
2466                 zio_nowait(dio);
2467
2468         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2469 }
2470
2471 ddt_entry_t *freedde; /* for debugging */
2472
2473 static int
2474 zio_ddt_free(zio_t *zio)
2475 {
2476         spa_t *spa = zio->io_spa;
2477         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2478         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2479         ddt_entry_t *dde;
2480         ddt_phys_t *ddp;
2481
2482         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2483         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2484
2485         ddt_enter(ddt);
2486         freedde = dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2487         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2488         ddt_phys_decref(ddp);
2489         ddt_exit(ddt);
2490
2491         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2492 }
2493
2494 /*
2495  * ==========================================================================
2496  * Allocate and free blocks
2497  * ==========================================================================
2498  */
2499 static int
2500 zio_dva_allocate(zio_t *zio)
2501 {
2502         spa_t *spa = zio->io_spa;
2503         metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(spa);
2504         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2505         int error;
2506         int flags = 0;
2507
2508         if (zio->io_gang_leader == NULL) {
2509                 ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2510                 zio->io_gang_leader = zio;
2511         }
2512
2513         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
2514         ASSERT0(BP_GET_NDVAS(bp));
2515         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, >, 0);
2516         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, spa_max_replication(spa));
2517         ASSERT3U(zio->io_size, ==, BP_GET_PSIZE(bp));
2518
2519         /*
2520          * The dump device does not support gang blocks so allocation on
2521          * behalf of the dump device (i.e. ZIO_FLAG_NODATA) must avoid
2522          * the "fast" gang feature.
2523          */
2524         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) ? METASLAB_GANG_AVOID : 0;
2525         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD) ?
2526             METASLAB_GANG_CHILD : 0;
2527         error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp,
2528             zio->io_prop.zp_copies, zio->io_txg, NULL, flags);
2529
2530         if (error) {
2531                 spa_dbgmsg(spa, "%s: metaslab allocation failure: zio %p, "
2532                     "size %llu, error %d", spa_name(spa), zio, zio->io_size,
2533                     error);
2534                 if (error == ENOSPC && zio->io_size > SPA_MINBLOCKSIZE)
2535                         return (zio_write_gang_block(zio));
2536                 zio->io_error = error;
2537         }
2538
2539         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2540 }
2541
2542 static int
2543 zio_dva_free(zio_t *zio)
2544 {
2545         metaslab_free(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg, B_FALSE);
2546
2547         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2548 }
2549
2550 static int
2551 zio_dva_claim(zio_t *zio)
2552 {
2553         int error;
2554
2555         error = metaslab_claim(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg);
2556         if (error)
2557                 zio->io_error = error;
2558
2559         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2560 }
2561
2562 /*
2563  * Undo an allocation.  This is used by zio_done() when an I/O fails
2564  * and we want to give back the block we just allocated.
2565  * This handles both normal blocks and gang blocks.
2566  */
2567 static void
2568 zio_dva_unallocate(zio_t *zio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp)
2569 {
2570         ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
2571         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2572
2573         if (!BP_IS_HOLE(bp))
2574                 metaslab_free(zio->io_spa, bp, bp->blk_birth, B_TRUE);
2575
2576         if (gn != NULL) {
2577                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
2578                         zio_dva_unallocate(zio, gn->gn_child[g],
2579                             &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g]);
2580                 }
2581         }
2582 }
2583
2584 /*
2585  * Try to allocate an intent log block.  Return 0 on success, errno on failure.
2586  */
2587 int
2588 zio_alloc_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *new_bp, blkptr_t *old_bp,
2589     uint64_t size, boolean_t use_slog)
2590 {
2591         int error = 1;
2592
2593         ASSERT(txg > spa_syncing_txg(spa));
2594
2595         /*
2596          * ZIL blocks are always contiguous (i.e. not gang blocks) so we
2597          * set the METASLAB_GANG_AVOID flag so that they don't "fast gang"
2598          * when allocating them.
2599          */
2600         if (use_slog) {
2601                 error = metaslab_alloc(spa, spa_log_class(spa), size,
2602                     new_bp, 1, txg, old_bp,
2603                     METASLAB_HINTBP_AVOID | METASLAB_GANG_AVOID);
2604         }
2605
2606         if (error) {
2607                 error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), size,
2608                     new_bp, 1, txg, old_bp,
2609                     METASLAB_HINTBP_AVOID);
2610         }
2611
2612         if (error == 0) {
2613                 BP_SET_LSIZE(new_bp, size);
2614                 BP_SET_PSIZE(new_bp, size);
2615                 BP_SET_COMPRESS(new_bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
2616                 BP_SET_CHECKSUM(new_bp,
2617                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_SLIM_ZIL
2618                     ? ZIO_CHECKSUM_ZILOG2 : ZIO_CHECKSUM_ZILOG);
2619                 BP_SET_TYPE(new_bp, DMU_OT_INTENT_LOG);
2620                 BP_SET_LEVEL(new_bp, 0);
2621                 BP_SET_DEDUP(new_bp, 0);
2622                 BP_SET_BYTEORDER(new_bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
2623         }
2624
2625         return (error);
2626 }
2627
2628 /*
2629  * Free an intent log block.
2630  */
2631 void
2632 zio_free_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp)
2633 {
2634         ASSERT(BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_INTENT_LOG);
2635         ASSERT(!BP_IS_GANG(bp));
2636
2637         zio_free(spa, txg, bp);
2638 }
2639
2640 /*
2641  * ==========================================================================
2642  * Read, write and delete to physical devices
2643  * ==========================================================================
2644  */
2645
2646
2647 /*
2648  * Issue an I/O to the underlying vdev. Typically the issue pipeline
2649  * stops after this stage and will resume upon I/O completion.
2650  * However, there are instances where the vdev layer may need to
2651  * continue the pipeline when an I/O was not issued. Since the I/O
2652  * that was sent to the vdev layer might be different than the one
2653  * currently active in the pipeline (see vdev_queue_io()), we explicitly
2654  * force the underlying vdev layers to call either zio_execute() or
2655  * zio_interrupt() to ensure that the pipeline continues with the correct I/O.
2656  */
2657 static int
2658 zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
2659 {
2660         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2661         uint64_t align;
2662         spa_t *spa = zio->io_spa;
2663         int ret;
2664
2665         ASSERT(zio->io_error == 0);
2666         ASSERT(zio->io_child_error[ZIO_CHILD_VDEV] == 0);
2667
2668         if (vd == NULL) {
2669                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2670                         spa_config_enter(spa, SCL_ZIO, zio, RW_READER);
2671
2672                 /*
2673                  * The mirror_ops handle multiple DVAs in a single BP.
2674                  */
2675                 vdev_mirror_ops.vdev_op_io_start(zio);
2676                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2677         }
2678
2679         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE &&
2680             zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW) {
2681                 trim_map_free(vd, zio->io_offset, zio->io_size, zio->io_txg);
2682                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2683         }
2684
2685         /*
2686          * We keep track of time-sensitive I/Os so that the scan thread
2687          * can quickly react to certain workloads.  In particular, we care
2688          * about non-scrubbing, top-level reads and writes with the following
2689          * characteristics:
2690          *      - synchronous writes of user data to non-slog devices
2691          *      - any reads of user data
2692          * When these conditions are met, adjust the timestamp of spa_last_io
2693          * which allows the scan thread to adjust its workload accordingly.
2694          */
2695         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) && zio->io_bp != NULL &&
2696             vd == vd->vdev_top && !vd->vdev_islog &&
2697             zio->io_bookmark.zb_objset != DMU_META_OBJSET &&
2698             zio->io_txg != spa_syncing_txg(spa)) {
2699                 uint64_t old = spa->spa_last_io;
2700                 uint64_t new = ddi_get_lbolt64();
2701                 if (old != new)
2702                         (void) atomic_cas_64(&spa->spa_last_io, old, new);
2703         }
2704
2705         align = 1ULL << vd->vdev_top->vdev_ashift;
2706
2707         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL) &&
2708             P2PHASE(zio->io_size, align) != 0) {
2709                 /* Transform logical writes to be a full physical block size. */
2710                 uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
2711                 char *abuf = NULL;
2712                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2713                     zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2714                         abuf = zio_buf_alloc(asize);
2715                 ASSERT(vd == vd->vdev_top);
2716                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
2717                         bcopy(zio->io_data, abuf, zio->io_size);
2718                         bzero(abuf + zio->io_size, asize - zio->io_size);
2719                 }
2720                 zio_push_transform(zio, abuf, asize, abuf ? asize : 0,
2721                     zio_subblock);
2722         }
2723
2724         /*
2725          * If this is not a physical io, make sure that it is properly aligned
2726          * before proceeding.
2727          */
2728         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL)) {
2729                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, align));
2730                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, align));
2731         } else {
2732                 /*
2733                  * For physical writes, we allow 512b aligned writes and assume
2734                  * the device will perform a read-modify-write as necessary.
2735                  */
2736                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, SPA_MINBLOCKSIZE));
2737                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, SPA_MINBLOCKSIZE));
2738         }
2739
2740         VERIFY(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || spa_writeable(spa));
2741
2742         /*
2743          * If this is a repair I/O, and there's no self-healing involved --
2744          * that is, we're just resilvering what we expect to resilver --
2745          * then don't do the I/O unless zio's txg is actually in vd's DTL.
2746          * This prevents spurious resilvering with nested replication.
2747          * For example, given a mirror of mirrors, (A+B)+(C+D), if only
2748          * A is out of date, we'll read from C+D, then use the data to
2749          * resilver A+B -- but we don't actually want to resilver B, just A.
2750          * The top-level mirror has no way to know this, so instead we just
2751          * discard unnecessary repairs as we work our way down the vdev tree.
2752          * The same logic applies to any form of nested replication:
2753          * ditto + mirror, RAID-Z + replacing, etc.  This covers them all.
2754          */
2755         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2756             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SELF_HEAL) &&
2757             zio->io_txg != 0 && /* not a delegated i/o */
2758             !vdev_dtl_contains(vd, DTL_PARTIAL, zio->io_txg, 1)) {
2759                 ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2760                 zio_vdev_io_bypass(zio);
2761                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2762         }
2763
2764         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
2765                 switch (zio->io_type) {
2766                 case ZIO_TYPE_READ:
2767                         if (vdev_cache_read(zio))
2768                                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2769                         /* FALLTHROUGH */
2770                 case ZIO_TYPE_WRITE:
2771                 case ZIO_TYPE_FREE:
2772                         if ((zio = vdev_queue_io(zio)) == NULL)
2773                                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2774
2775                         if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2776                                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2777                                 zio_interrupt(zio);
2778                                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2779                         }
2780                         break;
2781                 }
2782                 /*
2783                  * Note that we ignore repair writes for TRIM because they can
2784                  * conflict with normal writes. This isn't an issue because, by
2785                  * definition, we only repair blocks that aren't freed.
2786                  */
2787                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2788                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2789                     !trim_map_write_start(zio))
2790                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2791         }
2792
2793         vd->vdev_ops->vdev_op_io_start(zio);
2794         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2795 }
2796
2797 static int
2798 zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
2799 {
2800         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2801         vdev_ops_t *ops = vd ? vd->vdev_ops : &vdev_mirror_ops;
2802         boolean_t unexpected_error = B_FALSE;
2803
2804         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2805                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2806
2807         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2808             zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE || zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE);
2809
2810         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2811             (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE ||
2812             zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE)) {
2813
2814                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2815                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR))
2816                         trim_map_write_done(zio);
2817
2818                 vdev_queue_io_done(zio);
2819
2820                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2821                         vdev_cache_write(zio);
2822
2823                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2824                         zio->io_error = zio_handle_device_injection(vd,
2825                             zio, EIO);
2826
2827                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2828                         zio->io_error = zio_handle_label_injection(zio, EIO);
2829
2830                 if (zio->io_error) {
2831                         if (zio->io_error == ENOTSUP &&
2832                             zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) {
2833                                 /* Not all devices support TRIM. */
2834                         } else if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2835                                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2836                         } else {
2837                                 unexpected_error = B_TRUE;
2838                         }
2839                 }
2840         }
2841
2842         ops->vdev_op_io_done(zio);
2843
2844         if (unexpected_error)
2845                 VERIFY(vdev_probe(vd, zio) == NULL);
2846
2847         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2848 }
2849
2850 /*
2851  * For non-raidz ZIOs, we can just copy aside the bad data read from the
2852  * disk, and use that to finish the checksum ereport later.
2853  */
2854 static void
2855 zio_vsd_default_cksum_finish(zio_cksum_report_t *zcr,
2856     const void *good_buf)
2857 {
2858         /* no processing needed */
2859         zfs_ereport_finish_checksum(zcr, good_buf, zcr->zcr_cbdata, B_FALSE);
2860 }
2861
2862 /*ARGSUSED*/
2863 void
2864 zio_vsd_default_cksum_report(zio_t *zio, zio_cksum_report_t *zcr, void *ignored)
2865 {
2866         void *buf = zio_buf_alloc(zio->io_size);
2867
2868         bcopy(zio->io_data, buf, zio->io_size);
2869
2870         zcr->zcr_cbinfo = zio->io_size;
2871         zcr->zcr_cbdata = buf;
2872         zcr->zcr_finish = zio_vsd_default_cksum_finish;
2873         zcr->zcr_free = zio_buf_free;
2874 }
2875
2876 static int
2877 zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
2878 {
2879         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2880
2881         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2882                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2883
2884         if (vd == NULL && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2885                 spa_config_exit(zio->io_spa, SCL_ZIO, zio);
2886
2887         if (zio->io_vsd != NULL) {
2888                 zio->io_vsd_ops->vsd_free(zio);
2889                 zio->io_vsd = NULL;
2890         }
2891
2892         if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2893                 zio->io_error = zio_handle_fault_injection(zio, EIO);
2894
2895         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE &&
2896             zio->io_priority != ZIO_PRIORITY_NOW) {
2897                 switch (zio->io_error) {
2898                 case 0:
2899                         ZIO_TRIM_STAT_INCR(bytes, zio->io_size);
2900                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(success);
2901                         break;
2902                 case EOPNOTSUPP:
2903                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(unsupported);
2904                         break;
2905                 default:
2906                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(failed);
2907                         break;
2908                 }
2909         }
2910
2911         /*
2912          * If the I/O failed, determine whether we should attempt to retry it.
2913          *
2914          * On retry, we cut in line in the issue queue, since we don't want
2915          * compression/checksumming/etc. work to prevent our (cheap) IO reissue.
2916          */
2917         if (zio->io_error && vd == NULL &&
2918             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_IO_RETRY))) {
2919                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_QUEUE)); /* not a leaf */
2920                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_BYPASS));  /* not a leaf */
2921                 zio->io_error = 0;
2922                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_RETRY |
2923                     ZIO_FLAG_DONT_CACHE | ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE;
2924                 zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1;
2925                 zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE,
2926                     zio_requeue_io_start_cut_in_line);
2927                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2928         }
2929
2930         /*
2931          * If we got an error on a leaf device, convert it to ENXIO
2932          * if the device is not accessible at all.
2933          */
2934         if (zio->io_error && vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2935             !vdev_accessible(vd, zio))
2936                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2937
2938         /*
2939          * If we can't write to an interior vdev (mirror or RAID-Z),
2940          * set vdev_cant_write so that we stop trying to allocate from it.
2941          */
2942         if (zio->io_error == ENXIO && zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2943             vd != NULL && !vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
2944                 vd->vdev_cant_write = B_TRUE;
2945         }
2946
2947         if (zio->io_error)
2948                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2949
2950         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2951             zio->io_physdone != NULL) {
2952                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DELEGATED));
2953                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_VDEV);
2954                 zio->io_physdone(zio->io_logical);
2955         }
2956
2957         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2958 }
2959
2960 void
2961 zio_vdev_io_reissue(zio_t *zio)
2962 {
2963         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2964         ASSERT(zio->io_error == 0);
2965
2966         zio->io_stage >>= 1;
2967 }
2968
2969 void
2970 zio_vdev_io_redone(zio_t *zio)
2971 {
2972         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE);
2973
2974         zio->io_stage >>= 1;
2975 }
2976
2977 void
2978 zio_vdev_io_bypass(zio_t *zio)
2979 {
2980         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2981         ASSERT(zio->io_error == 0);
2982
2983         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_BYPASS;
2984         zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS >> 1;
2985 }
2986
2987 /*
2988  * ==========================================================================
2989  * Generate and verify checksums
2990  * ==========================================================================
2991  */
2992 static int
2993 zio_checksum_generate(zio_t *zio)
2994 {
2995         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2996         enum zio_checksum checksum;
2997
2998         if (bp == NULL) {
2999                 /*
3000                  * This is zio_write_phys().
3001                  * We're either generating a label checksum, or none at all.
3002                  */
3003                 checksum = zio->io_prop.zp_checksum;
3004
3005                 if (checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
3006                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3007
3008                 ASSERT(checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
3009         } else {
3010                 if (BP_IS_GANG(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG) {
3011                         ASSERT(!IO_IS_ALLOCATING(zio));
3012                         checksum = ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER;
3013                 } else {
3014                         checksum = BP_GET_CHECKSUM(bp);
3015                 }
3016         }
3017
3018         zio_checksum_compute(zio, checksum, zio->io_data, zio->io_size);
3019
3020         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3021 }
3022
3023 static int
3024 zio_checksum_verify(zio_t *zio)
3025 {
3026         zio_bad_cksum_t info;
3027         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3028         int error;
3029
3030         ASSERT(zio->io_vd != NULL);
3031
3032         if (bp == NULL) {
3033                 /*
3034                  * This is zio_read_phys().
3035                  * We're either verifying a label checksum, or nothing at all.
3036                  */
3037                 if (zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
3038                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3039
3040                 ASSERT(zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
3041         }
3042
3043         if ((error = zio_checksum_error(zio, &info)) != 0) {
3044                 zio->io_error = error;
3045                 if (error == ECKSUM &&
3046                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE)) {
3047                         zfs_ereport_start_checksum(zio->io_spa,
3048                             zio->io_vd, zio, zio->io_offset,
3049                             zio->io_size, NULL, &info);
3050                 }
3051         }
3052
3053         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3054 }
3055
3056 /*
3057  * Called by RAID-Z to ensure we don't compute the checksum twice.
3058  */
3059 void
3060 zio_checksum_verified(zio_t *zio)
3061 {
3062         zio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
3063 }
3064
3065 /*
3066  * ==========================================================================
3067  * Error rank.  Error are ranked in the order 0, ENXIO, ECKSUM, EIO, other.
3068  * An error of 0 indicates success.  ENXIO indicates whole-device failure,
3069  * which may be transient (e.g. unplugged) or permament.  ECKSUM and EIO
3070  * indicate errors that are specific to one I/O, and most likely permanent.
3071  * Any other error is presumed to be worse because we weren't expecting it.
3072  * ==========================================================================
3073  */
3074 int
3075 zio_worst_error(int e1, int e2)
3076 {
3077         static int zio_error_rank[] = { 0, ENXIO, ECKSUM, EIO };
3078         int r1, r2;
3079
3080         for (r1 = 0; r1 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r1++)
3081                 if (e1 == zio_error_rank[r1])
3082                         break;
3083
3084         for (r2 = 0; r2 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r2++)
3085                 if (e2 == zio_error_rank[r2])
3086                         break;
3087
3088         return (r1 > r2 ? e1 : e2);
3089 }
3090
3091 /*
3092  * ==========================================================================
3093  * I/O completion
3094  * ==========================================================================
3095  */
3096 static int
3097 zio_ready(zio_t *zio)
3098 {
3099         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3100         zio_t *pio, *pio_next;
3101
3102         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
3103             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_READY))
3104                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3105
3106         if (zio->io_ready) {
3107                 ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
3108                 ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp) ||
3109                     (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE));
3110                 ASSERT(zio->io_children[ZIO_CHILD_GANG][ZIO_WAIT_READY] == 0);
3111
3112                 zio->io_ready(zio);
3113         }
3114
3115         if (bp != NULL && bp != &zio->io_bp_copy)
3116                 zio->io_bp_copy = *bp;
3117
3118         if (zio->io_error)
3119                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
3120
3121         mutex_enter(&zio->io_lock);
3122         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = 1;
3123         pio = zio_walk_parents(zio);
3124         mutex_exit(&zio->io_lock);
3125
3126         /*
3127          * As we notify zio's parents, new parents could be added.
3128          * New parents go to the head of zio's io_parent_list, however,
3129          * so we will (correctly) not notify them.  The remainder of zio's
3130          * io_parent_list, from 'pio_next' onward, cannot change because
3131          * all parents must wait for us to be done before they can be done.
3132          */
3133         for (; pio != NULL; pio = pio_next) {
3134                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3135                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_READY);
3136         }
3137
3138         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
3139                 if (BP_IS_GANG(bp)) {
3140                         zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_NODATA;
3141                 } else {
3142                         ASSERT((uintptr_t)zio->io_data < SPA_MAXBLOCKSIZE);
3143                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
3144                 }
3145         }
3146
3147         if (zio_injection_enabled &&
3148             zio->io_spa->spa_syncing_txg == zio->io_txg)
3149                 zio_handle_ignored_writes(zio);
3150
3151         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3152 }
3153
3154 static int
3155 zio_done(zio_t *zio)
3156 {
3157         spa_t *spa = zio->io_spa;
3158         zio_t *lio = zio->io_logical;
3159         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3160         vdev_t *vd = zio->io_vd;
3161         uint64_t psize = zio->io_size;
3162         zio_t *pio, *pio_next;
3163
3164         /*
3165          * If our children haven't all completed,
3166          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
3167          */
3168         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE) ||
3169             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE) ||
3170             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE) ||
3171             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_DONE))
3172                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3173
3174         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
3175                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
3176                         ASSERT(zio->io_children[c][w] == 0);
3177
3178         if (bp != NULL && !BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
3179                 ASSERT(bp->blk_pad[0] == 0);
3180                 ASSERT(bp->blk_pad[1] == 0);
3181                 ASSERT(bcmp(bp, &zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t)) == 0 ||
3182                     (bp == zio_unique_parent(zio)->io_bp));
3183                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE && !BP_IS_HOLE(bp) &&
3184                     zio->io_bp_override == NULL &&
3185                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)) {
3186                         ASSERT(!BP_SHOULD_BYTESWAP(bp));
3187                         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(bp));
3188                         ASSERT(BP_COUNT_GANG(bp) == 0 ||
3189                             (BP_COUNT_GANG(bp) == BP_GET_NDVAS(bp)));
3190                 }
3191                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE)
3192                         VERIFY(BP_EQUAL(bp, &zio->io_bp_orig));
3193         }
3194
3195         /*
3196          * If there were child vdev/gang/ddt errors, they apply to us now.
3197          */
3198         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_VDEV);
3199         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_GANG);
3200         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_DDT);
3201
3202         /*
3203          * If the I/O on the transformed data was successful, generate any
3204          * checksum reports now while we still have the transformed data.
3205          */
3206         if (zio->io_error == 0) {
3207                 while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3208                         zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3209                         uint64_t align = zcr->zcr_align;
3210                         uint64_t asize = P2ROUNDUP(psize, align);
3211                         char *abuf = zio->io_data;
3212
3213                         if (asize != psize) {
3214                                 abuf = zio_buf_alloc(asize);
3215                                 bcopy(zio->io_data, abuf, psize);
3216                                 bzero(abuf + psize, asize - psize);
3217                         }
3218
3219                         zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3220                         zcr->zcr_next = NULL;
3221                         zcr->zcr_finish(zcr, abuf);
3222                         zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3223
3224                         if (asize != psize)
3225                                 zio_buf_free(abuf, asize);
3226                 }
3227         }
3228
3229         zio_pop_transforms(zio);        /* note: may set zio->io_error */
3230
3231         vdev_stat_update(zio, psize);
3232
3233         if (zio->io_error) {
3234                 /*
3235                  * If this I/O is attached to a particular vdev,
3236                  * generate an error message describing the I/O failure
3237                  * at the block level.  We ignore these errors if the
3238                  * device is currently unavailable.
3239                  */
3240                 if (zio->io_error != ECKSUM && vd != NULL && !vdev_is_dead(vd))
3241                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO, spa, vd, zio, 0, 0);
3242
3243                 if ((zio->io_error == EIO || !(zio->io_flags &
3244                     (ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))) &&
3245                     zio == lio) {
3246                         /*
3247                          * For logical I/O requests, tell the SPA to log the
3248                          * error and generate a logical data ereport.
3249                          */
3250                         spa_log_error(spa, zio);
3251                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DATA, spa, NULL, zio,
3252                             0, 0);
3253                 }
3254         }
3255
3256         if (zio->io_error && zio == lio) {
3257                 /*
3258                  * Determine whether zio should be reexecuted.  This will
3259                  * propagate all the way to the root via zio_notify_parent().
3260                  */
3261                 ASSERT(vd == NULL && bp != NULL);
3262                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3263
3264                 if (IO_IS_ALLOCATING(zio) &&
3265                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL)) {
3266                         if (zio->io_error != ENOSPC)
3267                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_NOW;
3268                         else
3269                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3270                 }
3271
3272                 if ((zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
3273                     zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) &&
3274                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) &&
3275                     zio->io_error == ENXIO &&
3276                     spa_load_state(spa) == SPA_LOAD_NONE &&
3277                     spa_get_failmode(spa) != ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE)
3278                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3279
3280                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL) && !zio->io_reexecute)
3281                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3282
3283                 /*
3284                  * Here is a possibly good place to attempt to do
3285                  * either combinatorial reconstruction or error correction
3286                  * based on checksums.  It also might be a good place
3287                  * to send out preliminary ereports before we suspend
3288                  * processing.
3289                  */
3290         }
3291
3292         /*
3293          * If there were logical child errors, they apply to us now.
3294          * We defer this until now to avoid conflating logical child
3295          * errors with errors that happened to the zio itself when
3296          * updating vdev stats and reporting FMA events above.
3297          */
3298         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL);
3299
3300         if ((zio->io_error || zio->io_reexecute) &&
3301             IO_IS_ALLOCATING(zio) && zio->io_gang_leader == zio &&
3302             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)))
3303                 zio_dva_unallocate(zio, zio->io_gang_tree, bp);
3304
3305         zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
3306
3307         /*
3308          * Godfather I/Os should never suspend.
3309          */
3310         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3311             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND))
3312                 zio->io_reexecute = 0;
3313
3314         if (zio->io_reexecute) {
3315                 /*
3316                  * This is a logical I/O that wants to reexecute.
3317                  *
3318                  * Reexecute is top-down.  When an i/o fails, if it's not
3319                  * the root, it simply notifies its parent and sticks around.
3320                  * The parent, seeing that it still has children in zio_done(),
3321                  * does the same.  This percolates all the way up to the root.
3322                  * The root i/o will reexecute or suspend the entire tree.
3323                  *
3324                  * This approach ensures that zio_reexecute() honors
3325                  * all the original i/o dependency relationships, e.g.
3326                  * parents not executing until children are ready.
3327                  */
3328                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3329
3330                 zio->io_gang_leader = NULL;
3331
3332                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3333                 zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3334                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3335
3336                 /*
3337                  * "The Godfather" I/O monitors its children but is
3338                  * not a true parent to them. It will track them through
3339                  * the pipeline but severs its ties whenever they get into
3340                  * trouble (e.g. suspended). This allows "The Godfather"
3341                  * I/O to return status without blocking.
3342                  */
3343                 for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3344                         zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3345                         pio_next = zio_walk_parents(zio);
3346
3347                         if ((pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3348                             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND)) {
3349                                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3350                                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3351                         }
3352                 }
3353
3354                 if ((pio = zio_unique_parent(zio)) != NULL) {
3355                         /*
3356                          * We're not a root i/o, so there's nothing to do
3357                          * but notify our parent.  Don't propagate errors
3358                          * upward since we haven't permanently failed yet.
3359                          */
3360                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
3361                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
3362                         zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3363                 } else if (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND) {
3364                         /*
3365                          * We'd fail again if we reexecuted now, so suspend
3366                          * until conditions improve (e.g. device comes online).
3367                          */
3368                         zio_suspend(spa, zio);
3369                 } else {
3370                         /*
3371                          * Reexecution is potentially a huge amount of work.
3372                          * Hand it off to the otherwise-unused claim taskq.
3373                          */
3374 #if defined(illumos) || !defined(_KERNEL)
3375                         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_next == NULL);
3376 #else
3377                         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_task.ta_pending == 0);
3378 #endif
3379                         spa_taskq_dispatch_ent(spa, ZIO_TYPE_CLAIM,
3380                             ZIO_TASKQ_ISSUE, (task_func_t *)zio_reexecute, zio,
3381                             0, &zio->io_tqent);
3382                 }
3383                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3384         }
3385
3386         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
3387         ASSERT(zio->io_reexecute == 0);
3388         ASSERT(zio->io_error == 0 || (zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL));
3389
3390         /*
3391          * Report any checksum errors, since the I/O is complete.
3392          */
3393         while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3394                 zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3395                 zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3396                 zcr->zcr_next = NULL;
3397                 zcr->zcr_finish(zcr, NULL);
3398                 zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3399         }
3400
3401         /*
3402          * It is the responsibility of the done callback to ensure that this
3403          * particular zio is no longer discoverable for adoption, and as
3404          * such, cannot acquire any new parents.
3405          */
3406         if (zio->io_done)
3407                 zio->io_done(zio);
3408
3409         mutex_enter(&zio->io_lock);
3410         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3411         mutex_exit(&zio->io_lock);
3412
3413         for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3414                 zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3415                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3416                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3417                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3418         }
3419
3420         if (zio->io_waiter != NULL) {
3421                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3422                 zio->io_executor = NULL;
3423                 cv_broadcast(&zio->io_cv);
3424                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3425         } else {
3426                 zio_destroy(zio);
3427         }
3428
3429         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3430 }
3431
3432 /*
3433  * ==========================================================================
3434  * I/O pipeline definition
3435  * ==========================================================================
3436  */
3437 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[] = {
3438         NULL,
3439         zio_read_bp_init,
3440         zio_free_bp_init,
3441         zio_issue_async,
3442         zio_write_bp_init,
3443         zio_checksum_generate,
3444         zio_nop_write,
3445         zio_ddt_read_start,
3446         zio_ddt_read_done,
3447         zio_ddt_write,
3448         zio_ddt_free,
3449         zio_gang_assemble,
3450         zio_gang_issue,
3451         zio_dva_allocate,
3452         zio_dva_free,
3453         zio_dva_claim,
3454         zio_ready,
3455         zio_vdev_io_start,
3456         zio_vdev_io_done,
3457         zio_vdev_io_assess,
3458         zio_checksum_verify,
3459         zio_done
3460 };
3461
3462 /* dnp is the dnode for zb1->zb_object */
3463 boolean_t
3464 zbookmark_is_before(const dnode_phys_t *dnp, const zbookmark_phys_t *zb1,
3465     const zbookmark_phys_t *zb2)
3466 {
3467         uint64_t zb1nextL0, zb2thisobj;
3468
3469         ASSERT(zb1->zb_objset == zb2->zb_objset);
3470         ASSERT(zb2->zb_level == 0);
3471
3472         /* The objset_phys_t isn't before anything. */
3473         if (dnp == NULL)
3474                 return (B_FALSE);
3475
3476         zb1nextL0 = (zb1->zb_blkid + 1) <<
3477             ((zb1->zb_level) * (dnp->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT));
3478
3479         zb2thisobj = zb2->zb_object ? zb2->zb_object :
3480             zb2->zb_blkid << (DNODE_BLOCK_SHIFT - DNODE_SHIFT);
3481
3482         if (zb1->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3483                 uint64_t nextobj = zb1nextL0 *
3484                     (dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT) >> DNODE_SHIFT;
3485                 return (nextobj <= zb2thisobj);
3486         }
3487
3488         if (zb1->zb_object < zb2thisobj)
3489                 return (B_TRUE);
3490         if (zb1->zb_object > zb2thisobj)
3491                 return (B_FALSE);
3492         if (zb2->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT)
3493                 return (B_FALSE);
3494         return (zb1nextL0 <= zb2->zb_blkid);
3495 }