]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.2.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/zio.c
- Copy stable/10@285827 to releng/10.2 in preparation for 10.2-RC1
[FreeBSD/releng/10.2.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / zfs / zio.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2011, 2015 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2011 Nexenta Systems, Inc. All rights reserved.
25  */
26
27 #include <sys/sysmacros.h>
28 #include <sys/zfs_context.h>
29 #include <sys/fm/fs/zfs.h>
30 #include <sys/spa.h>
31 #include <sys/txg.h>
32 #include <sys/spa_impl.h>
33 #include <sys/vdev_impl.h>
34 #include <sys/zio_impl.h>
35 #include <sys/zio_compress.h>
36 #include <sys/zio_checksum.h>
37 #include <sys/dmu_objset.h>
38 #include <sys/arc.h>
39 #include <sys/ddt.h>
40 #include <sys/trim_map.h>
41 #include <sys/blkptr.h>
42 #include <sys/zfeature.h>
43
44 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
45 SYSCTL_NODE(_vfs_zfs, OID_AUTO, zio, CTLFLAG_RW, 0, "ZFS ZIO");
46 #if defined(__amd64__)
47 static int zio_use_uma = 1;
48 #else
49 static int zio_use_uma = 0;
50 #endif
51 TUNABLE_INT("vfs.zfs.zio.use_uma", &zio_use_uma);
52 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, use_uma, CTLFLAG_RDTUN, &zio_use_uma, 0,
53     "Use uma(9) for ZIO allocations");
54 static int zio_exclude_metadata = 0;
55 TUNABLE_INT("vfs.zfs.zio.exclude_metadata", &zio_exclude_metadata);
56 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, exclude_metadata, CTLFLAG_RDTUN, &zio_exclude_metadata, 0,
57     "Exclude metadata buffers from dumps as well");
58
59 zio_trim_stats_t zio_trim_stats = {
60         { "bytes",              KSTAT_DATA_UINT64,
61           "Number of bytes successfully TRIMmed" },
62         { "success",            KSTAT_DATA_UINT64,
63           "Number of successful TRIM requests" },
64         { "unsupported",        KSTAT_DATA_UINT64,
65           "Number of TRIM requests that failed because TRIM is not supported" },
66         { "failed",             KSTAT_DATA_UINT64,
67           "Number of TRIM requests that failed for reasons other than not supported" },
68 };
69
70 static kstat_t *zio_trim_ksp;
71
72 /*
73  * ==========================================================================
74  * I/O type descriptions
75  * ==========================================================================
76  */
77 const char *zio_type_name[ZIO_TYPES] = {
78         "zio_null", "zio_read", "zio_write", "zio_free", "zio_claim",
79         "zio_ioctl"
80 };
81
82 /*
83  * ==========================================================================
84  * I/O kmem caches
85  * ==========================================================================
86  */
87 kmem_cache_t *zio_cache;
88 kmem_cache_t *zio_link_cache;
89 kmem_cache_t *zio_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
90 kmem_cache_t *zio_data_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
91
92 #ifdef _KERNEL
93 extern vmem_t *zio_alloc_arena;
94 #endif
95
96 /*
97  * The following actions directly effect the spa's sync-to-convergence logic.
98  * The values below define the sync pass when we start performing the action.
99  * Care should be taken when changing these values as they directly impact
100  * spa_sync() performance. Tuning these values may introduce subtle performance
101  * pathologies and should only be done in the context of performance analysis.
102  * These tunables will eventually be removed and replaced with #defines once
103  * enough analysis has been done to determine optimal values.
104  *
105  * The 'zfs_sync_pass_deferred_free' pass must be greater than 1 to ensure that
106  * regular blocks are not deferred.
107  */
108 int zfs_sync_pass_deferred_free = 2; /* defer frees starting in this pass */
109 TUNABLE_INT("vfs.zfs.sync_pass_deferred_free", &zfs_sync_pass_deferred_free);
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 TUNABLE_INT("vfs.zfs.sync_pass_dont_compress", &zfs_sync_pass_dont_compress);
114 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_dont_compress, CTLFLAG_RDTUN,
115     &zfs_sync_pass_dont_compress, 0, "don't compress starting in this pass");
116 int zfs_sync_pass_rewrite = 2; /* rewrite new bps starting in this pass */
117 TUNABLE_INT("vfs.zfs.sync_pass_rewrite", &zfs_sync_pass_rewrite);
118 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_rewrite, CTLFLAG_RDTUN,
119     &zfs_sync_pass_rewrite, 0, "rewrite new bps starting in this pass");
120
121 /*
122  * An allocating zio is one that either currently has the DVA allocate
123  * stage set or will have it later in its lifetime.
124  */
125 #define IO_IS_ALLOCATING(zio) ((zio)->io_orig_pipeline & ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE)
126
127 boolean_t       zio_requeue_io_start_cut_in_line = B_TRUE;
128
129 #ifdef ZFS_DEBUG
130 int zio_buf_debug_limit = 16384;
131 #else
132 int zio_buf_debug_limit = 0;
133 #endif
134
135 void
136 zio_init(void)
137 {
138         size_t c;
139         zio_cache = kmem_cache_create("zio_cache",
140             sizeof (zio_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
141         zio_link_cache = kmem_cache_create("zio_link_cache",
142             sizeof (zio_link_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
143         if (!zio_use_uma)
144                 goto out;
145
146         /*
147          * For small buffers, we want a cache for each multiple of
148          * SPA_MINBLOCKSIZE.  For larger buffers, we want a cache
149          * for each quarter-power of 2.
150          */
151         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
152                 size_t size = (c + 1) << SPA_MINBLOCKSHIFT;
153                 size_t p2 = size;
154                 size_t align = 0;
155                 size_t cflags = (size > zio_buf_debug_limit) ? KMC_NODEBUG : 0;
156
157                 while (!ISP2(p2))
158                         p2 &= p2 - 1;
159
160 #ifdef illumos
161 #ifndef _KERNEL
162                 /*
163                  * If we are using watchpoints, put each buffer on its own page,
164                  * to eliminate the performance overhead of trapping to the
165                  * kernel when modifying a non-watched buffer that shares the
166                  * page with a watched buffer.
167                  */
168                 if (arc_watch && !IS_P2ALIGNED(size, PAGESIZE))
169                         continue;
170 #endif
171 #endif /* illumos */
172                 if (size <= 4 * SPA_MINBLOCKSIZE) {
173                         align = SPA_MINBLOCKSIZE;
174                 } else if (IS_P2ALIGNED(size, p2 >> 2)) {
175                         align = MIN(p2 >> 2, PAGESIZE);
176                 }
177
178                 if (align != 0) {
179                         char name[36];
180                         (void) sprintf(name, "zio_buf_%lu", (ulong_t)size);
181                         zio_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
182                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, cflags);
183
184                         /*
185                          * Since zio_data bufs do not appear in crash dumps, we
186                          * pass KMC_NOTOUCH so that no allocator metadata is
187                          * stored with the buffers.
188                          */
189                         (void) sprintf(name, "zio_data_buf_%lu", (ulong_t)size);
190                         zio_data_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
191                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
192                             cflags | KMC_NOTOUCH | KMC_NODEBUG);
193                 }
194         }
195
196         while (--c != 0) {
197                 ASSERT(zio_buf_cache[c] != NULL);
198                 if (zio_buf_cache[c - 1] == NULL)
199                         zio_buf_cache[c - 1] = zio_buf_cache[c];
200
201                 ASSERT(zio_data_buf_cache[c] != NULL);
202                 if (zio_data_buf_cache[c - 1] == NULL)
203                         zio_data_buf_cache[c - 1] = zio_data_buf_cache[c];
204         }
205 out:
206
207         zio_inject_init();
208
209         zio_trim_ksp = kstat_create("zfs", 0, "zio_trim", "misc",
210             KSTAT_TYPE_NAMED,
211             sizeof(zio_trim_stats) / sizeof(kstat_named_t),
212             KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
213
214         if (zio_trim_ksp != NULL) {
215                 zio_trim_ksp->ks_data = &zio_trim_stats;
216                 kstat_install(zio_trim_ksp);
217         }
218 }
219
220 void
221 zio_fini(void)
222 {
223         size_t c;
224         kmem_cache_t *last_cache = NULL;
225         kmem_cache_t *last_data_cache = NULL;
226
227         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
228                 if (zio_buf_cache[c] != last_cache) {
229                         last_cache = zio_buf_cache[c];
230                         kmem_cache_destroy(zio_buf_cache[c]);
231                 }
232                 zio_buf_cache[c] = NULL;
233
234                 if (zio_data_buf_cache[c] != last_data_cache) {
235                         last_data_cache = zio_data_buf_cache[c];
236                         kmem_cache_destroy(zio_data_buf_cache[c]);
237                 }
238                 zio_data_buf_cache[c] = NULL;
239         }
240
241         kmem_cache_destroy(zio_link_cache);
242         kmem_cache_destroy(zio_cache);
243
244         zio_inject_fini();
245
246         if (zio_trim_ksp != NULL) {
247                 kstat_delete(zio_trim_ksp);
248                 zio_trim_ksp = NULL;
249         }
250 }
251
252 /*
253  * ==========================================================================
254  * Allocate and free I/O buffers
255  * ==========================================================================
256  */
257
258 /*
259  * Use zio_buf_alloc to allocate ZFS metadata.  This data will appear in a
260  * crashdump if the kernel panics, so use it judiciously.  Obviously, it's
261  * useful to inspect ZFS metadata, but if possible, we should avoid keeping
262  * excess / transient data in-core during a crashdump.
263  */
264 void *
265 zio_buf_alloc(size_t size)
266 {
267         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
268         int flags = zio_exclude_metadata ? KM_NODEBUG : 0;
269
270         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
271
272         if (zio_use_uma)
273                 return (kmem_cache_alloc(zio_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
274         else
275                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP|flags));
276 }
277
278 /*
279  * Use zio_data_buf_alloc to allocate data.  The data will not appear in a
280  * crashdump if the kernel panics.  This exists so that we will limit the amount
281  * of ZFS data that shows up in a kernel crashdump.  (Thus reducing the amount
282  * of kernel heap dumped to disk when the kernel panics)
283  */
284 void *
285 zio_data_buf_alloc(size_t size)
286 {
287         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
288
289         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
290
291         if (zio_use_uma)
292                 return (kmem_cache_alloc(zio_data_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
293         else
294                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP | KM_NODEBUG));
295 }
296
297 void
298 zio_buf_free(void *buf, size_t size)
299 {
300         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
301
302         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
303
304         if (zio_use_uma)
305                 kmem_cache_free(zio_buf_cache[c], buf);
306         else
307                 kmem_free(buf, size);
308 }
309
310 void
311 zio_data_buf_free(void *buf, size_t size)
312 {
313         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
314
315         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
316
317         if (zio_use_uma)
318                 kmem_cache_free(zio_data_buf_cache[c], buf);
319         else
320                 kmem_free(buf, size);
321 }
322
323 /*
324  * ==========================================================================
325  * Push and pop I/O transform buffers
326  * ==========================================================================
327  */
328 static void
329 zio_push_transform(zio_t *zio, void *data, uint64_t size, uint64_t bufsize,
330         zio_transform_func_t *transform)
331 {
332         zio_transform_t *zt = kmem_alloc(sizeof (zio_transform_t), KM_SLEEP);
333
334         zt->zt_orig_data = zio->io_data;
335         zt->zt_orig_size = zio->io_size;
336         zt->zt_bufsize = bufsize;
337         zt->zt_transform = transform;
338
339         zt->zt_next = zio->io_transform_stack;
340         zio->io_transform_stack = zt;
341
342         zio->io_data = data;
343         zio->io_size = size;
344 }
345
346 static void
347 zio_pop_transforms(zio_t *zio)
348 {
349         zio_transform_t *zt;
350
351         while ((zt = zio->io_transform_stack) != NULL) {
352                 if (zt->zt_transform != NULL)
353                         zt->zt_transform(zio,
354                             zt->zt_orig_data, zt->zt_orig_size);
355
356                 if (zt->zt_bufsize != 0)
357                         zio_buf_free(zio->io_data, zt->zt_bufsize);
358
359                 zio->io_data = zt->zt_orig_data;
360                 zio->io_size = zt->zt_orig_size;
361                 zio->io_transform_stack = zt->zt_next;
362
363                 kmem_free(zt, sizeof (zio_transform_t));
364         }
365 }
366
367 /*
368  * ==========================================================================
369  * I/O transform callbacks for subblocks and decompression
370  * ==========================================================================
371  */
372 static void
373 zio_subblock(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
374 {
375         ASSERT(zio->io_size > size);
376
377         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
378                 bcopy(zio->io_data, data, size);
379 }
380
381 static void
382 zio_decompress(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
383 {
384         if (zio->io_error == 0 &&
385             zio_decompress_data(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp),
386             zio->io_data, data, zio->io_size, size) != 0)
387                 zio->io_error = SET_ERROR(EIO);
388 }
389
390 /*
391  * ==========================================================================
392  * I/O parent/child relationships and pipeline interlocks
393  * ==========================================================================
394  */
395 /*
396  * NOTE - Callers to zio_walk_parents() and zio_walk_children must
397  *        continue calling these functions until they return NULL.
398  *        Otherwise, the next caller will pick up the list walk in
399  *        some indeterminate state.  (Otherwise every caller would
400  *        have to pass in a cookie to keep the state represented by
401  *        io_walk_link, which gets annoying.)
402  */
403 zio_t *
404 zio_walk_parents(zio_t *cio)
405 {
406         zio_link_t *zl = cio->io_walk_link;
407         list_t *pl = &cio->io_parent_list;
408
409         zl = (zl == NULL) ? list_head(pl) : list_next(pl, zl);
410         cio->io_walk_link = zl;
411
412         if (zl == NULL)
413                 return (NULL);
414
415         ASSERT(zl->zl_child == cio);
416         return (zl->zl_parent);
417 }
418
419 zio_t *
420 zio_walk_children(zio_t *pio)
421 {
422         zio_link_t *zl = pio->io_walk_link;
423         list_t *cl = &pio->io_child_list;
424
425         zl = (zl == NULL) ? list_head(cl) : list_next(cl, zl);
426         pio->io_walk_link = zl;
427
428         if (zl == NULL)
429                 return (NULL);
430
431         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
432         return (zl->zl_child);
433 }
434
435 zio_t *
436 zio_unique_parent(zio_t *cio)
437 {
438         zio_t *pio = zio_walk_parents(cio);
439
440         VERIFY(zio_walk_parents(cio) == NULL);
441         return (pio);
442 }
443
444 void
445 zio_add_child(zio_t *pio, zio_t *cio)
446 {
447         zio_link_t *zl = kmem_cache_alloc(zio_link_cache, KM_SLEEP);
448
449         /*
450          * Logical I/Os can have logical, gang, or vdev children.
451          * Gang I/Os can have gang or vdev children.
452          * Vdev I/Os can only have vdev children.
453          * The following ASSERT captures all of these constraints.
454          */
455         ASSERT(cio->io_child_type <= pio->io_child_type);
456
457         zl->zl_parent = pio;
458         zl->zl_child = cio;
459
460         mutex_enter(&cio->io_lock);
461         mutex_enter(&pio->io_lock);
462
463         ASSERT(pio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] == 0);
464
465         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
466                 pio->io_children[cio->io_child_type][w] += !cio->io_state[w];
467
468         list_insert_head(&pio->io_child_list, zl);
469         list_insert_head(&cio->io_parent_list, zl);
470
471         pio->io_child_count++;
472         cio->io_parent_count++;
473
474         mutex_exit(&pio->io_lock);
475         mutex_exit(&cio->io_lock);
476 }
477
478 static void
479 zio_remove_child(zio_t *pio, zio_t *cio, zio_link_t *zl)
480 {
481         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
482         ASSERT(zl->zl_child == cio);
483
484         mutex_enter(&cio->io_lock);
485         mutex_enter(&pio->io_lock);
486
487         list_remove(&pio->io_child_list, zl);
488         list_remove(&cio->io_parent_list, zl);
489
490         pio->io_child_count--;
491         cio->io_parent_count--;
492
493         mutex_exit(&pio->io_lock);
494         mutex_exit(&cio->io_lock);
495
496         kmem_cache_free(zio_link_cache, zl);
497 }
498
499 static boolean_t
500 zio_wait_for_children(zio_t *zio, enum zio_child child, enum zio_wait_type wait)
501 {
502         uint64_t *countp = &zio->io_children[child][wait];
503         boolean_t waiting = B_FALSE;
504
505         mutex_enter(&zio->io_lock);
506         ASSERT(zio->io_stall == NULL);
507         if (*countp != 0) {
508                 zio->io_stage >>= 1;
509                 zio->io_stall = countp;
510                 waiting = B_TRUE;
511         }
512         mutex_exit(&zio->io_lock);
513
514         return (waiting);
515 }
516
517 static void
518 zio_notify_parent(zio_t *pio, zio_t *zio, enum zio_wait_type wait)
519 {
520         uint64_t *countp = &pio->io_children[zio->io_child_type][wait];
521         int *errorp = &pio->io_child_error[zio->io_child_type];
522
523         mutex_enter(&pio->io_lock);
524         if (zio->io_error && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))
525                 *errorp = zio_worst_error(*errorp, zio->io_error);
526         pio->io_reexecute |= zio->io_reexecute;
527         ASSERT3U(*countp, >, 0);
528
529         (*countp)--;
530
531         if (*countp == 0 && pio->io_stall == countp) {
532                 pio->io_stall = NULL;
533                 mutex_exit(&pio->io_lock);
534                 zio_execute(pio);
535         } else {
536                 mutex_exit(&pio->io_lock);
537         }
538 }
539
540 static void
541 zio_inherit_child_errors(zio_t *zio, enum zio_child c)
542 {
543         if (zio->io_child_error[c] != 0 && zio->io_error == 0)
544                 zio->io_error = zio->io_child_error[c];
545 }
546
547 /*
548  * ==========================================================================
549  * Create the various types of I/O (read, write, free, etc)
550  * ==========================================================================
551  */
552 static zio_t *
553 zio_create(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
554     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
555     zio_type_t type, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
556     vdev_t *vd, uint64_t offset, const zbookmark_phys_t *zb,
557     enum zio_stage stage, enum zio_stage pipeline)
558 {
559         zio_t *zio;
560
561         ASSERT3U(type == ZIO_TYPE_FREE || size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
562         ASSERT(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
563         ASSERT(P2PHASE(offset, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
564
565         ASSERT(!vd || spa_config_held(spa, SCL_STATE_ALL, RW_READER));
566         ASSERT(!bp || !(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER));
567         ASSERT(vd || stage == ZIO_STAGE_OPEN);
568
569         zio = kmem_cache_alloc(zio_cache, KM_SLEEP);
570         bzero(zio, sizeof (zio_t));
571
572         mutex_init(&zio->io_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
573         cv_init(&zio->io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
574
575         list_create(&zio->io_parent_list, sizeof (zio_link_t),
576             offsetof(zio_link_t, zl_parent_node));
577         list_create(&zio->io_child_list, sizeof (zio_link_t),
578             offsetof(zio_link_t, zl_child_node));
579
580         if (vd != NULL)
581                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_VDEV;
582         else if (flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD)
583                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_GANG;
584         else if (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD)
585                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_DDT;
586         else
587                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_LOGICAL;
588
589         if (bp != NULL) {
590                 zio->io_bp = (blkptr_t *)bp;
591                 zio->io_bp_copy = *bp;
592                 zio->io_bp_orig = *bp;
593                 if (type != ZIO_TYPE_WRITE ||
594                     zio->io_child_type == ZIO_CHILD_DDT)
595                         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;  /* so caller can free */
596                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
597                         zio->io_logical = zio;
598                 if (zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG && BP_IS_GANG(bp))
599                         pipeline |= ZIO_GANG_STAGES;
600         }
601
602         zio->io_spa = spa;
603         zio->io_txg = txg;
604         zio->io_done = done;
605         zio->io_private = private;
606         zio->io_type = type;
607         zio->io_priority = priority;
608         zio->io_vd = vd;
609         zio->io_offset = offset;
610         zio->io_orig_data = zio->io_data = data;
611         zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
612         zio->io_orig_flags = zio->io_flags = flags;
613         zio->io_orig_stage = zio->io_stage = stage;
614         zio->io_orig_pipeline = zio->io_pipeline = pipeline;
615
616         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = (stage >= ZIO_STAGE_READY);
617         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = (stage >= ZIO_STAGE_DONE);
618
619         if (zb != NULL)
620                 zio->io_bookmark = *zb;
621
622         if (pio != NULL) {
623                 if (zio->io_logical == NULL)
624                         zio->io_logical = pio->io_logical;
625                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG)
626                         zio->io_gang_leader = pio->io_gang_leader;
627                 zio_add_child(pio, zio);
628         }
629
630         return (zio);
631 }
632
633 static void
634 zio_destroy(zio_t *zio)
635 {
636         list_destroy(&zio->io_parent_list);
637         list_destroy(&zio->io_child_list);
638         mutex_destroy(&zio->io_lock);
639         cv_destroy(&zio->io_cv);
640         kmem_cache_free(zio_cache, zio);
641 }
642
643 zio_t *
644 zio_null(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, zio_done_func_t *done,
645     void *private, enum zio_flag flags)
646 {
647         zio_t *zio;
648
649         zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
650             ZIO_TYPE_NULL, ZIO_PRIORITY_NOW, flags, vd, 0, NULL,
651             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_INTERLOCK_PIPELINE);
652
653         return (zio);
654 }
655
656 zio_t *
657 zio_root(spa_t *spa, zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
658 {
659         return (zio_null(NULL, spa, NULL, done, private, flags));
660 }
661
662 void
663 zfs_blkptr_verify(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
664 {
665         if (!DMU_OT_IS_VALID(BP_GET_TYPE(bp))) {
666                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid TYPE %llu",
667                     bp, (longlong_t)BP_GET_TYPE(bp));
668         }
669         if (BP_GET_CHECKSUM(bp) >= ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS ||
670             BP_GET_CHECKSUM(bp) <= ZIO_CHECKSUM_ON) {
671                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid CHECKSUM %llu",
672                     bp, (longlong_t)BP_GET_CHECKSUM(bp));
673         }
674         if (BP_GET_COMPRESS(bp) >= ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS ||
675             BP_GET_COMPRESS(bp) <= ZIO_COMPRESS_ON) {
676                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid COMPRESS %llu",
677                     bp, (longlong_t)BP_GET_COMPRESS(bp));
678         }
679         if (BP_GET_LSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
680                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid LSIZE %llu",
681                     bp, (longlong_t)BP_GET_LSIZE(bp));
682         }
683         if (BP_GET_PSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
684                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid PSIZE %llu",
685                     bp, (longlong_t)BP_GET_PSIZE(bp));
686         }
687
688         if (BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
689                 if (BPE_GET_ETYPE(bp) > NUM_BP_EMBEDDED_TYPES) {
690                         zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid ETYPE %llu",
691                             bp, (longlong_t)BPE_GET_ETYPE(bp));
692                 }
693         }
694
695         /*
696          * Pool-specific checks.
697          *
698          * Note: it would be nice to verify that the blk_birth and
699          * BP_PHYSICAL_BIRTH() are not too large.  However, spa_freeze()
700          * allows the birth time of log blocks (and dmu_sync()-ed blocks
701          * that are in the log) to be arbitrarily large.
702          */
703         for (int i = 0; i < BP_GET_NDVAS(bp); i++) {
704                 uint64_t vdevid = DVA_GET_VDEV(&bp->blk_dva[i]);
705                 if (vdevid >= spa->spa_root_vdev->vdev_children) {
706                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
707                             "VDEV %llu",
708                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
709                         continue;
710                 }
711                 vdev_t *vd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[vdevid];
712                 if (vd == NULL) {
713                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
714                             "VDEV %llu",
715                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
716                         continue;
717                 }
718                 if (vd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
719                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has hole "
720                             "VDEV %llu",
721                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
722                         continue;
723                 }
724                 if (vd->vdev_ops == &vdev_missing_ops) {
725                         /*
726                          * "missing" vdevs are valid during import, but we
727                          * don't have their detailed info (e.g. asize), so
728                          * we can't perform any more checks on them.
729                          */
730                         continue;
731                 }
732                 uint64_t offset = DVA_GET_OFFSET(&bp->blk_dva[i]);
733                 uint64_t asize = DVA_GET_ASIZE(&bp->blk_dva[i]);
734                 if (BP_IS_GANG(bp))
735                         asize = vdev_psize_to_asize(vd, SPA_GANGBLOCKSIZE);
736                 if (offset + asize > vd->vdev_asize) {
737                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
738                             "OFFSET %llu",
739                             bp, i, (longlong_t)offset);
740                 }
741         }
742 }
743
744 zio_t *
745 zio_read(zio_t *pio, spa_t *spa, const blkptr_t *bp,
746     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
747     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_phys_t *zb)
748 {
749         zio_t *zio;
750
751         zfs_blkptr_verify(spa, bp);
752
753         zio = zio_create(pio, spa, BP_PHYSICAL_BIRTH(bp), bp,
754             data, size, done, private,
755             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, NULL, 0, zb,
756             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
757             ZIO_DDT_CHILD_READ_PIPELINE : ZIO_READ_PIPELINE);
758
759         return (zio);
760 }
761
762 zio_t *
763 zio_write(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp,
764     void *data, uint64_t size, const zio_prop_t *zp,
765     zio_done_func_t *ready, zio_done_func_t *physdone, zio_done_func_t *done,
766     void *private,
767     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_phys_t *zb)
768 {
769         zio_t *zio;
770
771         ASSERT(zp->zp_checksum >= ZIO_CHECKSUM_OFF &&
772             zp->zp_checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS &&
773             zp->zp_compress >= ZIO_COMPRESS_OFF &&
774             zp->zp_compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS &&
775             DMU_OT_IS_VALID(zp->zp_type) &&
776             zp->zp_level < 32 &&
777             zp->zp_copies > 0 &&
778             zp->zp_copies <= spa_max_replication(spa));
779
780         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
781             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
782             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
783             ZIO_DDT_CHILD_WRITE_PIPELINE : ZIO_WRITE_PIPELINE);
784
785         zio->io_ready = ready;
786         zio->io_physdone = physdone;
787         zio->io_prop = *zp;
788
789         /*
790          * Data can be NULL if we are going to call zio_write_override() to
791          * provide the already-allocated BP.  But we may need the data to
792          * verify a dedup hit (if requested).  In this case, don't try to
793          * dedup (just take the already-allocated BP verbatim).
794          */
795         if (data == NULL && zio->io_prop.zp_dedup_verify) {
796                 zio->io_prop.zp_dedup = zio->io_prop.zp_dedup_verify = B_FALSE;
797         }
798
799         return (zio);
800 }
801
802 zio_t *
803 zio_rewrite(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp, void *data,
804     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
805     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, zbookmark_phys_t *zb)
806 {
807         zio_t *zio;
808
809         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
810             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
811             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_REWRITE_PIPELINE);
812
813         return (zio);
814 }
815
816 void
817 zio_write_override(zio_t *zio, blkptr_t *bp, int copies, boolean_t nopwrite)
818 {
819         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
820         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
821         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
822         ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(zio->io_spa));
823
824         /*
825          * We must reset the io_prop to match the values that existed
826          * when the bp was first written by dmu_sync() keeping in mind
827          * that nopwrite and dedup are mutually exclusive.
828          */
829         zio->io_prop.zp_dedup = nopwrite ? B_FALSE : zio->io_prop.zp_dedup;
830         zio->io_prop.zp_nopwrite = nopwrite;
831         zio->io_prop.zp_copies = copies;
832         zio->io_bp_override = bp;
833 }
834
835 void
836 zio_free(spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp)
837 {
838
839         /*
840          * The check for EMBEDDED is a performance optimization.  We
841          * process the free here (by ignoring it) rather than
842          * putting it on the list and then processing it in zio_free_sync().
843          */
844         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
845                 return;
846         metaslab_check_free(spa, bp);
847
848         /*
849          * Frees that are for the currently-syncing txg, are not going to be
850          * deferred, and which will not need to do a read (i.e. not GANG or
851          * DEDUP), can be processed immediately.  Otherwise, put them on the
852          * in-memory list for later processing.
853          */
854         if (zfs_trim_enabled || BP_IS_GANG(bp) || BP_GET_DEDUP(bp) ||
855             txg != spa->spa_syncing_txg ||
856             spa_sync_pass(spa) >= zfs_sync_pass_deferred_free) {
857                 bplist_append(&spa->spa_free_bplist[txg & TXG_MASK], bp);
858         } else {
859                 VERIFY0(zio_wait(zio_free_sync(NULL, spa, txg, bp,
860                     BP_GET_PSIZE(bp), 0)));
861         }
862 }
863
864 zio_t *
865 zio_free_sync(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
866     uint64_t size, enum zio_flag flags)
867 {
868         zio_t *zio;
869         enum zio_stage stage = ZIO_FREE_PIPELINE;
870
871         ASSERT(!BP_IS_HOLE(bp));
872         ASSERT(spa_syncing_txg(spa) == txg);
873         ASSERT(spa_sync_pass(spa) < zfs_sync_pass_deferred_free);
874
875         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
876                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
877
878         metaslab_check_free(spa, bp);
879         arc_freed(spa, bp);
880
881         if (zfs_trim_enabled)
882                 stage |= ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC | ZIO_STAGE_VDEV_IO_START |
883                     ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS;
884         /*
885          * GANG and DEDUP blocks can induce a read (for the gang block header,
886          * or the DDT), so issue them asynchronously so that this thread is
887          * not tied up.
888          */
889         else if (BP_IS_GANG(bp) || BP_GET_DEDUP(bp))
890                 stage |= ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC;
891
892         flags |= ZIO_FLAG_DONT_QUEUE;
893
894         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, size,
895             NULL, NULL, ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
896             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, stage);
897
898         return (zio);
899 }
900
901 zio_t *
902 zio_claim(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
903     zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
904 {
905         zio_t *zio;
906
907         dprintf_bp(bp, "claiming in txg %llu", txg);
908
909         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
910                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
911
912         /*
913          * A claim is an allocation of a specific block.  Claims are needed
914          * to support immediate writes in the intent log.  The issue is that
915          * immediate writes contain committed data, but in a txg that was
916          * *not* committed.  Upon opening the pool after an unclean shutdown,
917          * the intent log claims all blocks that contain immediate write data
918          * so that the SPA knows they're in use.
919          *
920          * All claims *must* be resolved in the first txg -- before the SPA
921          * starts allocating blocks -- so that nothing is allocated twice.
922          * If txg == 0 we just verify that the block is claimable.
923          */
924         ASSERT3U(spa->spa_uberblock.ub_rootbp.blk_birth, <, spa_first_txg(spa));
925         ASSERT(txg == spa_first_txg(spa) || txg == 0);
926         ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp) || !spa_writeable(spa));       /* zdb(1M) */
927
928         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
929             done, private, ZIO_TYPE_CLAIM, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
930             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_CLAIM_PIPELINE);
931
932         return (zio);
933 }
934
935 zio_t *
936 zio_ioctl(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, int cmd, uint64_t offset,
937     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
938     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags)
939 {
940         zio_t *zio;
941         int c;
942
943         if (vd->vdev_children == 0) {
944                 zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, size, done, private,
945                     ZIO_TYPE_IOCTL, priority, flags, vd, offset, NULL,
946                     ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_IOCTL_PIPELINE);
947
948                 zio->io_cmd = cmd;
949         } else {
950                 zio = zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, flags);
951
952                 for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
953                         zio_nowait(zio_ioctl(zio, spa, vd->vdev_child[c], cmd,
954                             offset, size, done, private, priority, flags));
955         }
956
957         return (zio);
958 }
959
960 zio_t *
961 zio_read_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
962     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
963     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
964 {
965         zio_t *zio;
966
967         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
968         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
969             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
970         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
971
972         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
973             ZIO_TYPE_READ, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd, offset,
974             NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_READ_PHYS_PIPELINE);
975
976         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
977
978         return (zio);
979 }
980
981 zio_t *
982 zio_write_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
983     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
984     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
985 {
986         zio_t *zio;
987
988         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
989         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
990             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
991         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
992
993         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
994             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd, offset,
995             NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_WRITE_PHYS_PIPELINE);
996
997         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
998
999         if (zio_checksum_table[checksum].ci_eck) {
1000                 /*
1001                  * zec checksums are necessarily destructive -- they modify
1002                  * the end of the write buffer to hold the verifier/checksum.
1003                  * Therefore, we must make a local copy in case the data is
1004                  * being written to multiple places in parallel.
1005                  */
1006                 void *wbuf = zio_buf_alloc(size);
1007                 bcopy(data, wbuf, size);
1008                 zio_push_transform(zio, wbuf, size, size, NULL);
1009         }
1010
1011         return (zio);
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Create a child I/O to do some work for us.
1016  */
1017 zio_t *
1018 zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
1019         void *data, uint64_t size, int type, zio_priority_t priority,
1020         enum zio_flag flags, zio_done_func_t *done, void *private)
1021 {
1022         enum zio_stage pipeline = ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE;
1023         zio_t *zio;
1024
1025         ASSERT(vd->vdev_parent ==
1026             (pio->io_vd ? pio->io_vd : pio->io_spa->spa_root_vdev));
1027
1028         if (type == ZIO_TYPE_READ && bp != NULL) {
1029                 /*
1030                  * If we have the bp, then the child should perform the
1031                  * checksum and the parent need not.  This pushes error
1032                  * detection as close to the leaves as possible and
1033                  * eliminates redundant checksums in the interior nodes.
1034                  */
1035                 pipeline |= ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1036                 pio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1037         }
1038
1039         /* Not all IO types require vdev io done stage e.g. free */
1040         if (!(pio->io_pipeline & ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE))
1041                 pipeline &= ~ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE;
1042
1043         if (vd->vdev_children == 0)
1044                 offset += VDEV_LABEL_START_SIZE;
1045
1046         flags |= ZIO_VDEV_CHILD_FLAGS(pio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
1047
1048         /*
1049          * If we've decided to do a repair, the write is not speculative --
1050          * even if the original read was.
1051          */
1052         if (flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)
1053                 flags &= ~ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
1054
1055         zio = zio_create(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp, data, size,
1056             done, private, type, priority, flags, vd, offset, &pio->io_bookmark,
1057             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, pipeline);
1058
1059         zio->io_physdone = pio->io_physdone;
1060         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && zio->io_logical != NULL)
1061                 zio->io_logical->io_phys_children++;
1062
1063         return (zio);
1064 }
1065
1066 zio_t *
1067 zio_vdev_delegated_io(vdev_t *vd, uint64_t offset, void *data, uint64_t size,
1068         int type, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
1069         zio_done_func_t *done, void *private)
1070 {
1071         zio_t *zio;
1072
1073         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1074
1075         zio = zio_create(NULL, vd->vdev_spa, 0, NULL,
1076             data, size, done, private, type, priority,
1077             flags | ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_DELEGATED,
1078             vd, offset, NULL,
1079             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE);
1080
1081         return (zio);
1082 }
1083
1084 void
1085 zio_flush(zio_t *zio, vdev_t *vd)
1086 {
1087         zio_nowait(zio_ioctl(zio, zio->io_spa, vd, DKIOCFLUSHWRITECACHE, 0, 0,
1088             NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_NOW,
1089             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY));
1090 }
1091
1092 zio_t *
1093 zio_trim(zio_t *zio, spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size)
1094 {
1095
1096         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1097
1098         return (zio_create(zio, spa, 0, NULL, NULL, size, NULL, NULL,
1099             ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_TRIM, ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE |
1100             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY,
1101             vd, offset, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_FREE_PHYS_PIPELINE));
1102 }
1103
1104 void
1105 zio_shrink(zio_t *zio, uint64_t size)
1106 {
1107         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1108         ASSERT(zio->io_orig_size == zio->io_size);
1109         ASSERT(size <= zio->io_size);
1110
1111         /*
1112          * We don't shrink for raidz because of problems with the
1113          * reconstruction when reading back less than the block size.
1114          * Note, BP_IS_RAIDZ() assumes no compression.
1115          */
1116         ASSERT(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp) == ZIO_COMPRESS_OFF);
1117         if (!BP_IS_RAIDZ(zio->io_bp))
1118                 zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
1119 }
1120
1121 /*
1122  * ==========================================================================
1123  * Prepare to read and write logical blocks
1124  * ==========================================================================
1125  */
1126
1127 static int
1128 zio_read_bp_init(zio_t *zio)
1129 {
1130         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1131
1132         if (BP_GET_COMPRESS(bp) != ZIO_COMPRESS_OFF &&
1133             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1134             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW)) {
1135                 uint64_t psize =
1136                     BP_IS_EMBEDDED(bp) ? BPE_GET_PSIZE(bp) : BP_GET_PSIZE(bp);
1137                 void *cbuf = zio_buf_alloc(psize);
1138
1139                 zio_push_transform(zio, cbuf, psize, psize, zio_decompress);
1140         }
1141
1142         if (BP_IS_EMBEDDED(bp) && BPE_GET_ETYPE(bp) == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1143                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1144                 decode_embedded_bp_compressed(bp, zio->io_data);
1145         } else {
1146                 ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
1147         }
1148
1149         if (!DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) && BP_GET_LEVEL(bp) == 0)
1150                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1151
1152         if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_DDT_ZAP)
1153                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1154
1155         if (BP_GET_DEDUP(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
1156                 zio->io_pipeline = ZIO_DDT_READ_PIPELINE;
1157
1158         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1159 }
1160
1161 static int
1162 zio_write_bp_init(zio_t *zio)
1163 {
1164         spa_t *spa = zio->io_spa;
1165         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
1166         enum zio_compress compress = zp->zp_compress;
1167         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1168         uint64_t lsize = zio->io_size;
1169         uint64_t psize = lsize;
1170         int pass = 1;
1171
1172         /*
1173          * If our children haven't all reached the ready stage,
1174          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
1175          */
1176         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
1177             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_READY))
1178                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1179
1180         if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
1181                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1182
1183         ASSERT(zio->io_child_type != ZIO_CHILD_DDT);
1184
1185         if (zio->io_bp_override) {
1186                 ASSERT(bp->blk_birth != zio->io_txg);
1187                 ASSERT(BP_GET_DEDUP(zio->io_bp_override) == 0);
1188
1189                 *bp = *zio->io_bp_override;
1190                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1191
1192                 if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
1193                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1194
1195                 /*
1196                  * If we've been overridden and nopwrite is set then
1197                  * set the flag accordingly to indicate that a nopwrite
1198                  * has already occurred.
1199                  */
1200                 if (!BP_IS_HOLE(bp) && zp->zp_nopwrite) {
1201                         ASSERT(!zp->zp_dedup);
1202                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
1203                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1204                 }
1205
1206                 ASSERT(!zp->zp_nopwrite);
1207
1208                 if (BP_IS_HOLE(bp) || !zp->zp_dedup)
1209                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1210
1211                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup ||
1212                     zp->zp_dedup_verify);
1213
1214                 if (BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum) {
1215                         BP_SET_DEDUP(bp, 1);
1216                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_DDT_WRITE;
1217                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1218                 }
1219                 zio->io_bp_override = NULL;
1220                 BP_ZERO(bp);
1221         }
1222
1223         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg) {
1224                 /*
1225                  * We're rewriting an existing block, which means we're
1226                  * working on behalf of spa_sync().  For spa_sync() to
1227                  * converge, it must eventually be the case that we don't
1228                  * have to allocate new blocks.  But compression changes
1229                  * the blocksize, which forces a reallocate, and makes
1230                  * convergence take longer.  Therefore, after the first
1231                  * few passes, stop compressing to ensure convergence.
1232                  */
1233                 pass = spa_sync_pass(spa);
1234
1235                 ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(spa));
1236                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1237                 ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp));
1238
1239                 if (pass >= zfs_sync_pass_dont_compress)
1240                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1241
1242                 /* Make sure someone doesn't change their mind on overwrites */
1243                 ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp) || MIN(zp->zp_copies + BP_IS_GANG(bp),
1244                     spa_max_replication(spa)) == BP_GET_NDVAS(bp));
1245         }
1246
1247         if (compress != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1248                 void *cbuf = zio_buf_alloc(lsize);
1249                 psize = zio_compress_data(compress, zio->io_data, cbuf, lsize);
1250                 if (psize == 0 || psize == lsize) {
1251                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1252                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1253                 } else if (!zp->zp_dedup && psize <= BPE_PAYLOAD_SIZE &&
1254                     zp->zp_level == 0 && !DMU_OT_HAS_FILL(zp->zp_type) &&
1255                     spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA)) {
1256                         encode_embedded_bp_compressed(bp,
1257                             cbuf, compress, lsize, psize);
1258                         BPE_SET_ETYPE(bp, BP_EMBEDDED_TYPE_DATA);
1259                         BP_SET_TYPE(bp, zio->io_prop.zp_type);
1260                         BP_SET_LEVEL(bp, zio->io_prop.zp_level);
1261                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1262                         bp->blk_birth = zio->io_txg;
1263                         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1264                         ASSERT(spa_feature_is_active(spa,
1265                             SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1266                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1267                 } else {
1268                         /*
1269                          * Round up compressed size up to the ashift
1270                          * of the smallest-ashift device, and zero the tail.
1271                          * This ensures that the compressed size of the BP
1272                          * (and thus compressratio property) are correct,
1273                          * in that we charge for the padding used to fill out
1274                          * the last sector.
1275                          */
1276                         ASSERT3U(spa->spa_min_ashift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
1277                         size_t rounded = (size_t)P2ROUNDUP(psize,
1278                             1ULL << spa->spa_min_ashift);
1279                         if (rounded >= lsize) {
1280                                 compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1281                                 zio_buf_free(cbuf, lsize);
1282                                 psize = lsize;
1283                         } else {
1284                                 bzero((char *)cbuf + psize, rounded - psize);
1285                                 psize = rounded;
1286                                 zio_push_transform(zio, cbuf,
1287                                     psize, lsize, NULL);
1288                         }
1289                 }
1290         }
1291
1292         /*
1293          * The final pass of spa_sync() must be all rewrites, but the first
1294          * few passes offer a trade-off: allocating blocks defers convergence,
1295          * but newly allocated blocks are sequential, so they can be written
1296          * to disk faster.  Therefore, we allow the first few passes of
1297          * spa_sync() to allocate new blocks, but force rewrites after that.
1298          * There should only be a handful of blocks after pass 1 in any case.
1299          */
1300         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg &&
1301             BP_GET_PSIZE(bp) == psize &&
1302             pass >= zfs_sync_pass_rewrite) {
1303                 ASSERT(psize != 0);
1304                 enum zio_stage gang_stages = zio->io_pipeline & ZIO_GANG_STAGES;
1305                 zio->io_pipeline = ZIO_REWRITE_PIPELINE | gang_stages;
1306                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_REWRITE;
1307         } else {
1308                 BP_ZERO(bp);
1309                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
1310         }
1311
1312         if (psize == 0) {
1313                 if (zio->io_bp_orig.blk_birth != 0 &&
1314                     spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_HOLE_BIRTH)) {
1315                         BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1316                         BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1317                         BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1318                         BP_SET_BIRTH(bp, zio->io_txg, 0);
1319                 }
1320                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1321         } else {
1322                 ASSERT(zp->zp_checksum != ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER);
1323                 BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1324                 BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1325                 BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1326                 BP_SET_PSIZE(bp, psize);
1327                 BP_SET_COMPRESS(bp, compress);
1328                 BP_SET_CHECKSUM(bp, zp->zp_checksum);
1329                 BP_SET_DEDUP(bp, zp->zp_dedup);
1330                 BP_SET_BYTEORDER(bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
1331                 if (zp->zp_dedup) {
1332                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1333                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1334                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_WRITE_PIPELINE;
1335                 }
1336                 if (zp->zp_nopwrite) {
1337                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1338                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1339                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_NOP_WRITE;
1340                 }
1341         }
1342
1343         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1344 }
1345
1346 static int
1347 zio_free_bp_init(zio_t *zio)
1348 {
1349         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1350
1351         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL) {
1352                 if (BP_GET_DEDUP(bp))
1353                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_FREE_PIPELINE;
1354         }
1355
1356         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1357 }
1358
1359 /*
1360  * ==========================================================================
1361  * Execute the I/O pipeline
1362  * ==========================================================================
1363  */
1364
1365 static void
1366 zio_taskq_dispatch(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q, boolean_t cutinline)
1367 {
1368         spa_t *spa = zio->io_spa;
1369         zio_type_t t = zio->io_type;
1370         int flags = (cutinline ? TQ_FRONT : 0);
1371
1372         ASSERT(q == ZIO_TASKQ_ISSUE || q == ZIO_TASKQ_INTERRUPT);
1373
1374         /*
1375          * If we're a config writer or a probe, the normal issue and
1376          * interrupt threads may all be blocked waiting for the config lock.
1377          * In this case, select the otherwise-unused taskq for ZIO_TYPE_NULL.
1378          */
1379         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_PROBE))
1380                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1381
1382         /*
1383          * A similar issue exists for the L2ARC write thread until L2ARC 2.0.
1384          */
1385         if (t == ZIO_TYPE_WRITE && zio->io_vd && zio->io_vd->vdev_aux)
1386                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1387
1388         /*
1389          * If this is a high priority I/O, then use the high priority taskq if
1390          * available.
1391          */
1392         if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW &&
1393             spa->spa_zio_taskq[t][q + 1].stqs_count != 0)
1394                 q++;
1395
1396         ASSERT3U(q, <, ZIO_TASKQ_TYPES);
1397
1398         /*
1399          * NB: We are assuming that the zio can only be dispatched
1400          * to a single taskq at a time.  It would be a grievous error
1401          * to dispatch the zio to another taskq at the same time.
1402          */
1403 #if defined(illumos) || !defined(_KERNEL)
1404         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_next == NULL);
1405 #else
1406         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_task.ta_pending == 0);
1407 #endif
1408         spa_taskq_dispatch_ent(spa, t, q, (task_func_t *)zio_execute, zio,
1409             flags, &zio->io_tqent);
1410 }
1411
1412 static boolean_t
1413 zio_taskq_member(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q)
1414 {
1415         kthread_t *executor = zio->io_executor;
1416         spa_t *spa = zio->io_spa;
1417
1418         for (zio_type_t t = 0; t < ZIO_TYPES; t++) {
1419                 spa_taskqs_t *tqs = &spa->spa_zio_taskq[t][q];
1420                 uint_t i;
1421                 for (i = 0; i < tqs->stqs_count; i++) {
1422                         if (taskq_member(tqs->stqs_taskq[i], executor))
1423                                 return (B_TRUE);
1424                 }
1425         }
1426
1427         return (B_FALSE);
1428 }
1429
1430 static int
1431 zio_issue_async(zio_t *zio)
1432 {
1433         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1434
1435         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1436 }
1437
1438 void
1439 zio_interrupt(zio_t *zio)
1440 {
1441         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT, B_FALSE);
1442 }
1443
1444 /*
1445  * Execute the I/O pipeline until one of the following occurs:
1446  *
1447  *      (1) the I/O completes
1448  *      (2) the pipeline stalls waiting for dependent child I/Os
1449  *      (3) the I/O issues, so we're waiting for an I/O completion interrupt
1450  *      (4) the I/O is delegated by vdev-level caching or aggregation
1451  *      (5) the I/O is deferred due to vdev-level queueing
1452  *      (6) the I/O is handed off to another thread.
1453  *
1454  * In all cases, the pipeline stops whenever there's no CPU work; it never
1455  * burns a thread in cv_wait().
1456  *
1457  * There's no locking on io_stage because there's no legitimate way
1458  * for multiple threads to be attempting to process the same I/O.
1459  */
1460 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[];
1461
1462 void
1463 zio_execute(zio_t *zio)
1464 {
1465         zio->io_executor = curthread;
1466
1467         while (zio->io_stage < ZIO_STAGE_DONE) {
1468                 enum zio_stage pipeline = zio->io_pipeline;
1469                 enum zio_stage stage = zio->io_stage;
1470                 int rv;
1471
1472                 ASSERT(!MUTEX_HELD(&zio->io_lock));
1473                 ASSERT(ISP2(stage));
1474                 ASSERT(zio->io_stall == NULL);
1475
1476                 do {
1477                         stage <<= 1;
1478                 } while ((stage & pipeline) == 0);
1479
1480                 ASSERT(stage <= ZIO_STAGE_DONE);
1481
1482                 /*
1483                  * If we are in interrupt context and this pipeline stage
1484                  * will grab a config lock that is held across I/O,
1485                  * or may wait for an I/O that needs an interrupt thread
1486                  * to complete, issue async to avoid deadlock.
1487                  *
1488                  * For VDEV_IO_START, we cut in line so that the io will
1489                  * be sent to disk promptly.
1490                  */
1491                 if ((stage & ZIO_BLOCKING_STAGES) && zio->io_vd == NULL &&
1492                     zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT)) {
1493                         boolean_t cut = (stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START) ?
1494                             zio_requeue_io_start_cut_in_line : B_FALSE;
1495                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
1496                         return;
1497                 }
1498
1499                 zio->io_stage = stage;
1500                 rv = zio_pipeline[highbit64(stage) - 1](zio);
1501
1502                 if (rv == ZIO_PIPELINE_STOP)
1503                         return;
1504
1505                 ASSERT(rv == ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1506         }
1507 }
1508
1509 /*
1510  * ==========================================================================
1511  * Initiate I/O, either sync or async
1512  * ==========================================================================
1513  */
1514 int
1515 zio_wait(zio_t *zio)
1516 {
1517         int error;
1518
1519         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1520         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1521
1522         zio->io_waiter = curthread;
1523
1524         zio_execute(zio);
1525
1526         mutex_enter(&zio->io_lock);
1527         while (zio->io_executor != NULL)
1528                 cv_wait(&zio->io_cv, &zio->io_lock);
1529         mutex_exit(&zio->io_lock);
1530
1531         error = zio->io_error;
1532         zio_destroy(zio);
1533
1534         return (error);
1535 }
1536
1537 void
1538 zio_nowait(zio_t *zio)
1539 {
1540         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1541
1542         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1543             zio_unique_parent(zio) == NULL) {
1544                 /*
1545                  * This is a logical async I/O with no parent to wait for it.
1546                  * We add it to the spa_async_root_zio "Godfather" I/O which
1547                  * will ensure they complete prior to unloading the pool.
1548                  */
1549                 spa_t *spa = zio->io_spa;
1550
1551                 zio_add_child(spa->spa_async_zio_root[CPU_SEQID], zio);
1552         }
1553
1554         zio_execute(zio);
1555 }
1556
1557 /*
1558  * ==========================================================================
1559  * Reexecute or suspend/resume failed I/O
1560  * ==========================================================================
1561  */
1562
1563 static void
1564 zio_reexecute(zio_t *pio)
1565 {
1566         zio_t *cio, *cio_next;
1567
1568         ASSERT(pio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1569         ASSERT(pio->io_orig_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1570         ASSERT(pio->io_gang_leader == NULL);
1571         ASSERT(pio->io_gang_tree == NULL);
1572
1573         pio->io_flags = pio->io_orig_flags;
1574         pio->io_stage = pio->io_orig_stage;
1575         pio->io_pipeline = pio->io_orig_pipeline;
1576         pio->io_reexecute = 0;
1577         pio->io_flags |= ZIO_FLAG_REEXECUTED;
1578         pio->io_error = 0;
1579         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1580                 pio->io_state[w] = 0;
1581         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
1582                 pio->io_child_error[c] = 0;
1583
1584         if (IO_IS_ALLOCATING(pio))
1585                 BP_ZERO(pio->io_bp);
1586
1587         /*
1588          * As we reexecute pio's children, new children could be created.
1589          * New children go to the head of pio's io_child_list, however,
1590          * so we will (correctly) not reexecute them.  The key is that
1591          * the remainder of pio's io_child_list, from 'cio_next' onward,
1592          * cannot be affected by any side effects of reexecuting 'cio'.
1593          */
1594         for (cio = zio_walk_children(pio); cio != NULL; cio = cio_next) {
1595                 cio_next = zio_walk_children(pio);
1596                 mutex_enter(&pio->io_lock);
1597                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1598                         pio->io_children[cio->io_child_type][w]++;
1599                 mutex_exit(&pio->io_lock);
1600                 zio_reexecute(cio);
1601         }
1602
1603         /*
1604          * Now that all children have been reexecuted, execute the parent.
1605          * We don't reexecute "The Godfather" I/O here as it's the
1606          * responsibility of the caller to wait on him.
1607          */
1608         if (!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER))
1609                 zio_execute(pio);
1610 }
1611
1612 void
1613 zio_suspend(spa_t *spa, zio_t *zio)
1614 {
1615         if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_PANIC)
1616                 fm_panic("Pool '%s' has encountered an uncorrectable I/O "
1617                     "failure and the failure mode property for this pool "
1618                     "is set to panic.", spa_name(spa));
1619
1620         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO_FAILURE, spa, NULL, NULL, 0, 0);
1621
1622         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1623
1624         if (spa->spa_suspend_zio_root == NULL)
1625                 spa->spa_suspend_zio_root = zio_root(spa, NULL, NULL,
1626                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE |
1627                     ZIO_FLAG_GODFATHER);
1628
1629         spa->spa_suspended = B_TRUE;
1630
1631         if (zio != NULL) {
1632                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
1633                 ASSERT(zio != spa->spa_suspend_zio_root);
1634                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1635                 ASSERT(zio_unique_parent(zio) == NULL);
1636                 ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DONE);
1637                 zio_add_child(spa->spa_suspend_zio_root, zio);
1638         }
1639
1640         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1641 }
1642
1643 int
1644 zio_resume(spa_t *spa)
1645 {
1646         zio_t *pio;
1647
1648         /*
1649          * Reexecute all previously suspended i/o.
1650          */
1651         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1652         spa->spa_suspended = B_FALSE;
1653         cv_broadcast(&spa->spa_suspend_cv);
1654         pio = spa->spa_suspend_zio_root;
1655         spa->spa_suspend_zio_root = NULL;
1656         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1657
1658         if (pio == NULL)
1659                 return (0);
1660
1661         zio_reexecute(pio);
1662         return (zio_wait(pio));
1663 }
1664
1665 void
1666 zio_resume_wait(spa_t *spa)
1667 {
1668         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1669         while (spa_suspended(spa))
1670                 cv_wait(&spa->spa_suspend_cv, &spa->spa_suspend_lock);
1671         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1672 }
1673
1674 /*
1675  * ==========================================================================
1676  * Gang blocks.
1677  *
1678  * A gang block is a collection of small blocks that looks to the DMU
1679  * like one large block.  When zio_dva_allocate() cannot find a block
1680  * of the requested size, due to either severe fragmentation or the pool
1681  * being nearly full, it calls zio_write_gang_block() to construct the
1682  * block from smaller fragments.
1683  *
1684  * A gang block consists of a gang header (zio_gbh_phys_t) and up to
1685  * three (SPA_GBH_NBLKPTRS) gang members.  The gang header is just like
1686  * an indirect block: it's an array of block pointers.  It consumes
1687  * only one sector and hence is allocatable regardless of fragmentation.
1688  * The gang header's bps point to its gang members, which hold the data.
1689  *
1690  * Gang blocks are self-checksumming, using the bp's <vdev, offset, txg>
1691  * as the verifier to ensure uniqueness of the SHA256 checksum.
1692  * Critically, the gang block bp's blk_cksum is the checksum of the data,
1693  * not the gang header.  This ensures that data block signatures (needed for
1694  * deduplication) are independent of how the block is physically stored.
1695  *
1696  * Gang blocks can be nested: a gang member may itself be a gang block.
1697  * Thus every gang block is a tree in which root and all interior nodes are
1698  * gang headers, and the leaves are normal blocks that contain user data.
1699  * The root of the gang tree is called the gang leader.
1700  *
1701  * To perform any operation (read, rewrite, free, claim) on a gang block,
1702  * zio_gang_assemble() first assembles the gang tree (minus data leaves)
1703  * in the io_gang_tree field of the original logical i/o by recursively
1704  * reading the gang leader and all gang headers below it.  This yields
1705  * an in-core tree containing the contents of every gang header and the
1706  * bps for every constituent of the gang block.
1707  *
1708  * With the gang tree now assembled, zio_gang_issue() just walks the gang tree
1709  * and invokes a callback on each bp.  To free a gang block, zio_gang_issue()
1710  * calls zio_free_gang() -- a trivial wrapper around zio_free() -- for each bp.
1711  * zio_claim_gang() provides a similarly trivial wrapper for zio_claim().
1712  * zio_read_gang() is a wrapper around zio_read() that omits reading gang
1713  * headers, since we already have those in io_gang_tree.  zio_rewrite_gang()
1714  * performs a zio_rewrite() of the data or, for gang headers, a zio_rewrite()
1715  * of the gang header plus zio_checksum_compute() of the data to update the
1716  * gang header's blk_cksum as described above.
1717  *
1718  * The two-phase assemble/issue model solves the problem of partial failure --
1719  * what if you'd freed part of a gang block but then couldn't read the
1720  * gang header for another part?  Assembling the entire gang tree first
1721  * ensures that all the necessary gang header I/O has succeeded before
1722  * starting the actual work of free, claim, or write.  Once the gang tree
1723  * is assembled, free and claim are in-memory operations that cannot fail.
1724  *
1725  * In the event that a gang write fails, zio_dva_unallocate() walks the
1726  * gang tree to immediately free (i.e. insert back into the space map)
1727  * everything we've allocated.  This ensures that we don't get ENOSPC
1728  * errors during repeated suspend/resume cycles due to a flaky device.
1729  *
1730  * Gang rewrites only happen during sync-to-convergence.  If we can't assemble
1731  * the gang tree, we won't modify the block, so we can safely defer the free
1732  * (knowing that the block is still intact).  If we *can* assemble the gang
1733  * tree, then even if some of the rewrites fail, zio_dva_unallocate() will free
1734  * each constituent bp and we can allocate a new block on the next sync pass.
1735  *
1736  * In all cases, the gang tree allows complete recovery from partial failure.
1737  * ==========================================================================
1738  */
1739
1740 static zio_t *
1741 zio_read_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1742 {
1743         if (gn != NULL)
1744                 return (pio);
1745
1746         return (zio_read(pio, pio->io_spa, bp, data, BP_GET_PSIZE(bp),
1747             NULL, NULL, pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1748             &pio->io_bookmark));
1749 }
1750
1751 zio_t *
1752 zio_rewrite_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1753 {
1754         zio_t *zio;
1755
1756         if (gn != NULL) {
1757                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1758                     gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL, pio->io_priority,
1759                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1760                 /*
1761                  * As we rewrite each gang header, the pipeline will compute
1762                  * a new gang block header checksum for it; but no one will
1763                  * compute a new data checksum, so we do that here.  The one
1764                  * exception is the gang leader: the pipeline already computed
1765                  * its data checksum because that stage precedes gang assembly.
1766                  * (Presently, nothing actually uses interior data checksums;
1767                  * this is just good hygiene.)
1768                  */
1769                 if (gn != pio->io_gang_leader->io_gang_tree) {
1770                         zio_checksum_compute(zio, BP_GET_CHECKSUM(bp),
1771                             data, BP_GET_PSIZE(bp));
1772                 }
1773                 /*
1774                  * If we are here to damage data for testing purposes,
1775                  * leave the GBH alone so that we can detect the damage.
1776                  */
1777                 if (pio->io_gang_leader->io_flags & ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE)
1778                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
1779         } else {
1780                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1781                     data, BP_GET_PSIZE(bp), NULL, NULL, pio->io_priority,
1782                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1783         }
1784
1785         return (zio);
1786 }
1787
1788 /* ARGSUSED */
1789 zio_t *
1790 zio_free_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1791 {
1792         return (zio_free_sync(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1793             BP_IS_GANG(bp) ? SPA_GANGBLOCKSIZE : BP_GET_PSIZE(bp),
1794             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1795 }
1796
1797 /* ARGSUSED */
1798 zio_t *
1799 zio_claim_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1800 {
1801         return (zio_claim(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1802             NULL, NULL, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1803 }
1804
1805 static zio_gang_issue_func_t *zio_gang_issue_func[ZIO_TYPES] = {
1806         NULL,
1807         zio_read_gang,
1808         zio_rewrite_gang,
1809         zio_free_gang,
1810         zio_claim_gang,
1811         NULL
1812 };
1813
1814 static void zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio);
1815
1816 static zio_gang_node_t *
1817 zio_gang_node_alloc(zio_gang_node_t **gnpp)
1818 {
1819         zio_gang_node_t *gn;
1820
1821         ASSERT(*gnpp == NULL);
1822
1823         gn = kmem_zalloc(sizeof (*gn), KM_SLEEP);
1824         gn->gn_gbh = zio_buf_alloc(SPA_GANGBLOCKSIZE);
1825         *gnpp = gn;
1826
1827         return (gn);
1828 }
1829
1830 static void
1831 zio_gang_node_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1832 {
1833         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1834
1835         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1836                 ASSERT(gn->gn_child[g] == NULL);
1837
1838         zio_buf_free(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1839         kmem_free(gn, sizeof (*gn));
1840         *gnpp = NULL;
1841 }
1842
1843 static void
1844 zio_gang_tree_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1845 {
1846         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1847
1848         if (gn == NULL)
1849                 return;
1850
1851         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1852                 zio_gang_tree_free(&gn->gn_child[g]);
1853
1854         zio_gang_node_free(gnpp);
1855 }
1856
1857 static void
1858 zio_gang_tree_assemble(zio_t *gio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t **gnpp)
1859 {
1860         zio_gang_node_t *gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
1861
1862         ASSERT(gio->io_gang_leader == gio);
1863         ASSERT(BP_IS_GANG(bp));
1864
1865         zio_nowait(zio_read(gio, gio->io_spa, bp, gn->gn_gbh,
1866             SPA_GANGBLOCKSIZE, zio_gang_tree_assemble_done, gn,
1867             gio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(gio), &gio->io_bookmark));
1868 }
1869
1870 static void
1871 zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio)
1872 {
1873         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
1874         zio_gang_node_t *gn = zio->io_private;
1875         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1876
1877         ASSERT(gio == zio_unique_parent(zio));
1878         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
1879
1880         if (zio->io_error)
1881                 return;
1882
1883         if (BP_SHOULD_BYTESWAP(bp))
1884                 byteswap_uint64_array(zio->io_data, zio->io_size);
1885
1886         ASSERT(zio->io_data == gn->gn_gbh);
1887         ASSERT(zio->io_size == SPA_GANGBLOCKSIZE);
1888         ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1889
1890         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1891                 blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1892                 if (!BP_IS_GANG(gbp))
1893                         continue;
1894                 zio_gang_tree_assemble(gio, gbp, &gn->gn_child[g]);
1895         }
1896 }
1897
1898 static void
1899 zio_gang_tree_issue(zio_t *pio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp, void *data)
1900 {
1901         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1902         zio_t *zio;
1903
1904         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) == !!gn);
1905         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == BP_GET_CHECKSUM(gio->io_bp));
1906         ASSERT(BP_GET_LSIZE(bp) == BP_GET_PSIZE(bp) || gn == gio->io_gang_tree);
1907
1908         /*
1909          * If you're a gang header, your data is in gn->gn_gbh.
1910          * If you're a gang member, your data is in 'data' and gn == NULL.
1911          */
1912         zio = zio_gang_issue_func[gio->io_type](pio, bp, gn, data);
1913
1914         if (gn != NULL) {
1915                 ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1916
1917                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1918                         blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1919                         if (BP_IS_HOLE(gbp))
1920                                 continue;
1921                         zio_gang_tree_issue(zio, gn->gn_child[g], gbp, data);
1922                         data = (char *)data + BP_GET_PSIZE(gbp);
1923                 }
1924         }
1925
1926         if (gn == gio->io_gang_tree && gio->io_data != NULL)
1927                 ASSERT3P((char *)gio->io_data + gio->io_size, ==, data);
1928
1929         if (zio != pio)
1930                 zio_nowait(zio);
1931 }
1932
1933 static int
1934 zio_gang_assemble(zio_t *zio)
1935 {
1936         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1937
1938         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == NULL);
1939         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1940
1941         zio->io_gang_leader = zio;
1942
1943         zio_gang_tree_assemble(zio, bp, &zio->io_gang_tree);
1944
1945         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1946 }
1947
1948 static int
1949 zio_gang_issue(zio_t *zio)
1950 {
1951         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1952
1953         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE))
1954                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1955
1956         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == zio);
1957         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1958
1959         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_GANG] == 0)
1960                 zio_gang_tree_issue(zio, zio->io_gang_tree, bp, zio->io_data);
1961         else
1962                 zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
1963
1964         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1965
1966         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1967 }
1968
1969 static void
1970 zio_write_gang_member_ready(zio_t *zio)
1971 {
1972         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
1973         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
1974         dva_t *cdva = zio->io_bp->blk_dva;
1975         dva_t *pdva = pio->io_bp->blk_dva;
1976         uint64_t asize;
1977
1978         if (BP_IS_HOLE(zio->io_bp))
1979                 return;
1980
1981         ASSERT(BP_IS_HOLE(&zio->io_bp_orig));
1982
1983         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG);
1984         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, ==, gio->io_prop.zp_copies);
1985         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
1986         ASSERT3U(pio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1987         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(zio->io_bp), <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1988
1989         mutex_enter(&pio->io_lock);
1990         for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(zio->io_bp); d++) {
1991                 ASSERT(DVA_GET_GANG(&pdva[d]));
1992                 asize = DVA_GET_ASIZE(&pdva[d]);
1993                 asize += DVA_GET_ASIZE(&cdva[d]);
1994                 DVA_SET_ASIZE(&pdva[d], asize);
1995         }
1996         mutex_exit(&pio->io_lock);
1997 }
1998
1999 static int
2000 zio_write_gang_block(zio_t *pio)
2001 {
2002         spa_t *spa = pio->io_spa;
2003         blkptr_t *bp = pio->io_bp;
2004         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
2005         zio_t *zio;
2006         zio_gang_node_t *gn, **gnpp;
2007         zio_gbh_phys_t *gbh;
2008         uint64_t txg = pio->io_txg;
2009         uint64_t resid = pio->io_size;
2010         uint64_t lsize;
2011         int copies = gio->io_prop.zp_copies;
2012         int gbh_copies = MIN(copies + 1, spa_max_replication(spa));
2013         zio_prop_t zp;
2014         int error;
2015
2016         error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), SPA_GANGBLOCKSIZE,
2017             bp, gbh_copies, txg, pio == gio ? NULL : gio->io_bp,
2018             METASLAB_HINTBP_FAVOR | METASLAB_GANG_HEADER);
2019         if (error) {
2020                 pio->io_error = error;
2021                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2022         }
2023
2024         if (pio == gio) {
2025                 gnpp = &gio->io_gang_tree;
2026         } else {
2027                 gnpp = pio->io_private;
2028                 ASSERT(pio->io_ready == zio_write_gang_member_ready);
2029         }
2030
2031         gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
2032         gbh = gn->gn_gbh;
2033         bzero(gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
2034
2035         /*
2036          * Create the gang header.
2037          */
2038         zio = zio_rewrite(pio, spa, txg, bp, gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL,
2039             pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
2040
2041         /*
2042          * Create and nowait the gang children.
2043          */
2044         for (int g = 0; resid != 0; resid -= lsize, g++) {
2045                 lsize = P2ROUNDUP(resid / (SPA_GBH_NBLKPTRS - g),
2046                     SPA_MINBLOCKSIZE);
2047                 ASSERT(lsize >= SPA_MINBLOCKSIZE && lsize <= resid);
2048
2049                 zp.zp_checksum = gio->io_prop.zp_checksum;
2050                 zp.zp_compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
2051                 zp.zp_type = DMU_OT_NONE;
2052                 zp.zp_level = 0;
2053                 zp.zp_copies = gio->io_prop.zp_copies;
2054                 zp.zp_dedup = B_FALSE;
2055                 zp.zp_dedup_verify = B_FALSE;
2056                 zp.zp_nopwrite = B_FALSE;
2057
2058                 zio_nowait(zio_write(zio, spa, txg, &gbh->zg_blkptr[g],
2059                     (char *)pio->io_data + (pio->io_size - resid), lsize, &zp,
2060                     zio_write_gang_member_ready, NULL, NULL, &gn->gn_child[g],
2061                     pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
2062                     &pio->io_bookmark));
2063         }
2064
2065         /*
2066          * Set pio's pipeline to just wait for zio to finish.
2067          */
2068         pio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2069
2070         zio_nowait(zio);
2071
2072         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2073 }
2074
2075 /*
2076  * The zio_nop_write stage in the pipeline determines if allocating
2077  * a new bp is necessary.  By leveraging a cryptographically secure checksum,
2078  * such as SHA256, we can compare the checksums of the new data and the old
2079  * to determine if allocating a new block is required.  The nopwrite
2080  * feature can handle writes in either syncing or open context (i.e. zil
2081  * writes) and as a result is mutually exclusive with dedup.
2082  */
2083 static int
2084 zio_nop_write(zio_t *zio)
2085 {
2086         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2087         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
2088         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2089
2090         ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
2091         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
2092         ASSERT(zp->zp_nopwrite);
2093         ASSERT(!zp->zp_dedup);
2094         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2095         ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
2096
2097         /*
2098          * Check to see if the original bp and the new bp have matching
2099          * characteristics (i.e. same checksum, compression algorithms, etc).
2100          * If they don't then just continue with the pipeline which will
2101          * allocate a new bp.
2102          */
2103         if (BP_IS_HOLE(bp_orig) ||
2104             !zio_checksum_table[BP_GET_CHECKSUM(bp)].ci_dedup ||
2105             BP_GET_CHECKSUM(bp) != BP_GET_CHECKSUM(bp_orig) ||
2106             BP_GET_COMPRESS(bp) != BP_GET_COMPRESS(bp_orig) ||
2107             BP_GET_DEDUP(bp) != BP_GET_DEDUP(bp_orig) ||
2108             zp->zp_copies != BP_GET_NDVAS(bp_orig))
2109                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2110
2111         /*
2112          * If the checksums match then reset the pipeline so that we
2113          * avoid allocating a new bp and issuing any I/O.
2114          */
2115         if (ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, bp_orig->blk_cksum)) {
2116                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup);
2117                 ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(bp), ==, BP_GET_PSIZE(bp_orig));
2118                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(bp), ==, BP_GET_LSIZE(bp_orig));
2119                 ASSERT(zp->zp_compress != ZIO_COMPRESS_OFF);
2120                 ASSERT(bcmp(&bp->blk_prop, &bp_orig->blk_prop,
2121                     sizeof (uint64_t)) == 0);
2122
2123                 *bp = *bp_orig;
2124                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2125                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
2126         }
2127
2128         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2129 }
2130
2131 /*
2132  * ==========================================================================
2133  * Dedup
2134  * ==========================================================================
2135  */
2136 static void
2137 zio_ddt_child_read_done(zio_t *zio)
2138 {
2139         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2140         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2141         ddt_phys_t *ddp;
2142         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
2143
2144         mutex_enter(&pio->io_lock);
2145         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2146         if (zio->io_error == 0)
2147                 ddt_phys_clear(ddp);    /* this ddp doesn't need repair */
2148         if (zio->io_error == 0 && dde->dde_repair_data == NULL)
2149                 dde->dde_repair_data = zio->io_data;
2150         else
2151                 zio_buf_free(zio->io_data, zio->io_size);
2152         mutex_exit(&pio->io_lock);
2153 }
2154
2155 static int
2156 zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
2157 {
2158         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2159
2160         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2161         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
2162         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2163
2164         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
2165                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2166                 ddt_entry_t *dde = ddt_repair_start(ddt, bp);
2167                 ddt_phys_t *ddp = dde->dde_phys;
2168                 ddt_phys_t *ddp_self = ddt_phys_select(dde, bp);
2169                 blkptr_t blk;
2170
2171                 ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
2172                 zio->io_vsd = dde;
2173
2174                 if (ddp_self == NULL)
2175                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2176
2177                 for (int p = 0; p < DDT_PHYS_TYPES; p++, ddp++) {
2178                         if (ddp->ddp_phys_birth == 0 || ddp == ddp_self)
2179                                 continue;
2180                         ddt_bp_create(ddt->ddt_checksum, &dde->dde_key, ddp,
2181                             &blk);
2182                         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, &blk,
2183                             zio_buf_alloc(zio->io_size), zio->io_size,
2184                             zio_ddt_child_read_done, dde, zio->io_priority,
2185                             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE,
2186                             &zio->io_bookmark));
2187                 }
2188                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2189         }
2190
2191         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, bp,
2192             zio->io_data, zio->io_size, NULL, NULL, zio->io_priority,
2193             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark));
2194
2195         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2196 }
2197
2198 static int
2199 zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
2200 {
2201         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2202
2203         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE))
2204                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2205
2206         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2207         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
2208         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2209
2210         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
2211                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2212                 ddt_entry_t *dde = zio->io_vsd;
2213                 if (ddt == NULL) {
2214                         ASSERT(spa_load_state(zio->io_spa) != SPA_LOAD_NONE);
2215                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2216                 }
2217                 if (dde == NULL) {
2218                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_DDT_READ_START >> 1;
2219                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
2220                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2221                 }
2222                 if (dde->dde_repair_data != NULL) {
2223                         bcopy(dde->dde_repair_data, zio->io_data, zio->io_size);
2224                         zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT] = 0;
2225                 }
2226                 ddt_repair_done(ddt, dde);
2227                 zio->io_vsd = NULL;
2228         }
2229
2230         ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
2231
2232         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2233 }
2234
2235 static boolean_t
2236 zio_ddt_collision(zio_t *zio, ddt_t *ddt, ddt_entry_t *dde)
2237 {
2238         spa_t *spa = zio->io_spa;
2239
2240         /*
2241          * Note: we compare the original data, not the transformed data,
2242          * because when zio->io_bp is an override bp, we will not have
2243          * pushed the I/O transforms.  That's an important optimization
2244          * because otherwise we'd compress/encrypt all dmu_sync() data twice.
2245          */
2246         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2247                 zio_t *lio = dde->dde_lead_zio[p];
2248
2249                 if (lio != NULL) {
2250                         return (lio->io_orig_size != zio->io_orig_size ||
2251                             bcmp(zio->io_orig_data, lio->io_orig_data,
2252                             zio->io_orig_size) != 0);
2253                 }
2254         }
2255
2256         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2257                 ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2258
2259                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0) {
2260                         arc_buf_t *abuf = NULL;
2261                         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_WAIT;
2262                         blkptr_t blk = *zio->io_bp;
2263                         int error;
2264
2265                         ddt_bp_fill(ddp, &blk, ddp->ddp_phys_birth);
2266
2267                         ddt_exit(ddt);
2268
2269                         error = arc_read(NULL, spa, &blk,
2270                             arc_getbuf_func, &abuf, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
2271                             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2272                             &aflags, &zio->io_bookmark);
2273
2274                         if (error == 0) {
2275                                 if (arc_buf_size(abuf) != zio->io_orig_size ||
2276                                     bcmp(abuf->b_data, zio->io_orig_data,
2277                                     zio->io_orig_size) != 0)
2278                                         error = SET_ERROR(EEXIST);
2279                                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(abuf, &abuf));
2280                         }
2281
2282                         ddt_enter(ddt);
2283                         return (error != 0);
2284                 }
2285         }
2286
2287         return (B_FALSE);
2288 }
2289
2290 static void
2291 zio_ddt_child_write_ready(zio_t *zio)
2292 {
2293         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2294         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2295         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2296         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2297         zio_t *pio;
2298
2299         if (zio->io_error)
2300                 return;
2301
2302         ddt_enter(ddt);
2303
2304         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2305
2306         ddt_phys_fill(ddp, zio->io_bp);
2307
2308         while ((pio = zio_walk_parents(zio)) != NULL)
2309                 ddt_bp_fill(ddp, pio->io_bp, zio->io_txg);
2310
2311         ddt_exit(ddt);
2312 }
2313
2314 static void
2315 zio_ddt_child_write_done(zio_t *zio)
2316 {
2317         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2318         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2319         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2320         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2321
2322         ddt_enter(ddt);
2323
2324         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2325         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2326         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2327
2328         if (zio->io_error == 0) {
2329                 while (zio_walk_parents(zio) != NULL)
2330                         ddt_phys_addref(ddp);
2331         } else {
2332                 ddt_phys_clear(ddp);
2333         }
2334
2335         ddt_exit(ddt);
2336 }
2337
2338 static void
2339 zio_ddt_ditto_write_done(zio_t *zio)
2340 {
2341         int p = DDT_PHYS_DITTO;
2342         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2343         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2344         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2345         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2346         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2347         ddt_key_t *ddk = &dde->dde_key;
2348
2349         ddt_enter(ddt);
2350
2351         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2352         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2353         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2354
2355         if (zio->io_error == 0) {
2356                 ASSERT(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, ddk->ddk_cksum));
2357                 ASSERT(zp->zp_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2358                 ASSERT(zp->zp_copies == BP_GET_NDVAS(bp) - BP_IS_GANG(bp));
2359                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2360                         ddt_phys_free(ddt, ddk, ddp, zio->io_txg);
2361                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2362         }
2363
2364         ddt_exit(ddt);
2365 }
2366
2367 static int
2368 zio_ddt_write(zio_t *zio)
2369 {
2370         spa_t *spa = zio->io_spa;
2371         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2372         uint64_t txg = zio->io_txg;
2373         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2374         int p = zp->zp_copies;
2375         int ditto_copies;
2376         zio_t *cio = NULL;
2377         zio_t *dio = NULL;
2378         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2379         ddt_entry_t *dde;
2380         ddt_phys_t *ddp;
2381
2382         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2383         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum);
2384         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp) || zio->io_bp_override);
2385
2386         ddt_enter(ddt);
2387         dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2388         ddp = &dde->dde_phys[p];
2389
2390         if (zp->zp_dedup_verify && zio_ddt_collision(zio, ddt, dde)) {
2391                 /*
2392                  * If we're using a weak checksum, upgrade to a strong checksum
2393                  * and try again.  If we're already using a strong checksum,
2394                  * we can't resolve it, so just convert to an ordinary write.
2395                  * (And automatically e-mail a paper to Nature?)
2396                  */
2397                 if (!zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup) {
2398                         zp->zp_checksum = spa_dedup_checksum(spa);
2399                         zio_pop_transforms(zio);
2400                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2401                         BP_ZERO(bp);
2402                 } else {
2403                         zp->zp_dedup = B_FALSE;
2404                 }
2405                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2406                 ddt_exit(ddt);
2407                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2408         }
2409
2410         ditto_copies = ddt_ditto_copies_needed(ddt, dde, ddp);
2411         ASSERT(ditto_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2412
2413         if (ditto_copies > ddt_ditto_copies_present(dde) &&
2414             dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] == NULL) {
2415                 zio_prop_t czp = *zp;
2416
2417                 czp.zp_copies = ditto_copies;
2418
2419                 /*
2420                  * If we arrived here with an override bp, we won't have run
2421                  * the transform stack, so we won't have the data we need to
2422                  * generate a child i/o.  So, toss the override bp and restart.
2423                  * This is safe, because using the override bp is just an
2424                  * optimization; and it's rare, so the cost doesn't matter.
2425                  */
2426                 if (zio->io_bp_override) {
2427                         zio_pop_transforms(zio);
2428                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2429                         zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2430                         zio->io_bp_override = NULL;
2431                         BP_ZERO(bp);
2432                         ddt_exit(ddt);
2433                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2434                 }
2435
2436                 dio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2437                     zio->io_orig_size, &czp, NULL, NULL,
2438                     zio_ddt_ditto_write_done, dde, zio->io_priority,
2439                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2440
2441                 zio_push_transform(dio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2442                 dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] = dio;
2443         }
2444
2445         if (ddp->ddp_phys_birth != 0 || dde->dde_lead_zio[p] != NULL) {
2446                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2447                         ddt_bp_fill(ddp, bp, txg);
2448                 if (dde->dde_lead_zio[p] != NULL)
2449                         zio_add_child(zio, dde->dde_lead_zio[p]);
2450                 else
2451                         ddt_phys_addref(ddp);
2452         } else if (zio->io_bp_override) {
2453                 ASSERT(bp->blk_birth == txg);
2454                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, zio->io_bp_override));
2455                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2456                 ddt_phys_addref(ddp);
2457         } else {
2458                 cio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2459                     zio->io_orig_size, zp, zio_ddt_child_write_ready, NULL,
2460                     zio_ddt_child_write_done, dde, zio->io_priority,
2461                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2462
2463                 zio_push_transform(cio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2464                 dde->dde_lead_zio[p] = cio;
2465         }
2466
2467         ddt_exit(ddt);
2468
2469         if (cio)
2470                 zio_nowait(cio);
2471         if (dio)
2472                 zio_nowait(dio);
2473
2474         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2475 }
2476
2477 ddt_entry_t *freedde; /* for debugging */
2478
2479 static int
2480 zio_ddt_free(zio_t *zio)
2481 {
2482         spa_t *spa = zio->io_spa;
2483         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2484         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2485         ddt_entry_t *dde;
2486         ddt_phys_t *ddp;
2487
2488         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2489         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2490
2491         ddt_enter(ddt);
2492         freedde = dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2493         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2494         ddt_phys_decref(ddp);
2495         ddt_exit(ddt);
2496
2497         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2498 }
2499
2500 /*
2501  * ==========================================================================
2502  * Allocate and free blocks
2503  * ==========================================================================
2504  */
2505 static int
2506 zio_dva_allocate(zio_t *zio)
2507 {
2508         spa_t *spa = zio->io_spa;
2509         metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(spa);
2510         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2511         int error;
2512         int flags = 0;
2513
2514         if (zio->io_gang_leader == NULL) {
2515                 ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2516                 zio->io_gang_leader = zio;
2517         }
2518
2519         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
2520         ASSERT0(BP_GET_NDVAS(bp));
2521         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, >, 0);
2522         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, spa_max_replication(spa));
2523         ASSERT3U(zio->io_size, ==, BP_GET_PSIZE(bp));
2524
2525         /*
2526          * The dump device does not support gang blocks so allocation on
2527          * behalf of the dump device (i.e. ZIO_FLAG_NODATA) must avoid
2528          * the "fast" gang feature.
2529          */
2530         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) ? METASLAB_GANG_AVOID : 0;
2531         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD) ?
2532             METASLAB_GANG_CHILD : 0;
2533         error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp,
2534             zio->io_prop.zp_copies, zio->io_txg, NULL, flags);
2535
2536         if (error) {
2537                 spa_dbgmsg(spa, "%s: metaslab allocation failure: zio %p, "
2538                     "size %llu, error %d", spa_name(spa), zio, zio->io_size,
2539                     error);
2540                 if (error == ENOSPC && zio->io_size > SPA_MINBLOCKSIZE)
2541                         return (zio_write_gang_block(zio));
2542                 zio->io_error = error;
2543         }
2544
2545         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2546 }
2547
2548 static int
2549 zio_dva_free(zio_t *zio)
2550 {
2551         metaslab_free(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg, B_FALSE);
2552
2553         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2554 }
2555
2556 static int
2557 zio_dva_claim(zio_t *zio)
2558 {
2559         int error;
2560
2561         error = metaslab_claim(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg);
2562         if (error)
2563                 zio->io_error = error;
2564
2565         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2566 }
2567
2568 /*
2569  * Undo an allocation.  This is used by zio_done() when an I/O fails
2570  * and we want to give back the block we just allocated.
2571  * This handles both normal blocks and gang blocks.
2572  */
2573 static void
2574 zio_dva_unallocate(zio_t *zio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp)
2575 {
2576         ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
2577         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2578
2579         if (!BP_IS_HOLE(bp))
2580                 metaslab_free(zio->io_spa, bp, bp->blk_birth, B_TRUE);
2581
2582         if (gn != NULL) {
2583                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
2584                         zio_dva_unallocate(zio, gn->gn_child[g],
2585                             &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g]);
2586                 }
2587         }
2588 }
2589
2590 /*
2591  * Try to allocate an intent log block.  Return 0 on success, errno on failure.
2592  */
2593 int
2594 zio_alloc_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *new_bp, blkptr_t *old_bp,
2595     uint64_t size, boolean_t use_slog)
2596 {
2597         int error = 1;
2598
2599         ASSERT(txg > spa_syncing_txg(spa));
2600
2601         /*
2602          * ZIL blocks are always contiguous (i.e. not gang blocks) so we
2603          * set the METASLAB_GANG_AVOID flag so that they don't "fast gang"
2604          * when allocating them.
2605          */
2606         if (use_slog) {
2607                 error = metaslab_alloc(spa, spa_log_class(spa), size,
2608                     new_bp, 1, txg, old_bp,
2609                     METASLAB_HINTBP_AVOID | METASLAB_GANG_AVOID);
2610         }
2611
2612         if (error) {
2613                 error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), size,
2614                     new_bp, 1, txg, old_bp,
2615                     METASLAB_HINTBP_AVOID);
2616         }
2617
2618         if (error == 0) {
2619                 BP_SET_LSIZE(new_bp, size);
2620                 BP_SET_PSIZE(new_bp, size);
2621                 BP_SET_COMPRESS(new_bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
2622                 BP_SET_CHECKSUM(new_bp,
2623                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_SLIM_ZIL
2624                     ? ZIO_CHECKSUM_ZILOG2 : ZIO_CHECKSUM_ZILOG);
2625                 BP_SET_TYPE(new_bp, DMU_OT_INTENT_LOG);
2626                 BP_SET_LEVEL(new_bp, 0);
2627                 BP_SET_DEDUP(new_bp, 0);
2628                 BP_SET_BYTEORDER(new_bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
2629         }
2630
2631         return (error);
2632 }
2633
2634 /*
2635  * Free an intent log block.
2636  */
2637 void
2638 zio_free_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp)
2639 {
2640         ASSERT(BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_INTENT_LOG);
2641         ASSERT(!BP_IS_GANG(bp));
2642
2643         zio_free(spa, txg, bp);
2644 }
2645
2646 /*
2647  * ==========================================================================
2648  * Read, write and delete to physical devices
2649  * ==========================================================================
2650  */
2651 static int
2652 zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
2653 {
2654         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2655         uint64_t align;
2656         spa_t *spa = zio->io_spa;
2657         int ret;
2658
2659         ASSERT(zio->io_error == 0);
2660         ASSERT(zio->io_child_error[ZIO_CHILD_VDEV] == 0);
2661
2662         if (vd == NULL) {
2663                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2664                         spa_config_enter(spa, SCL_ZIO, zio, RW_READER);
2665
2666                 /*
2667                  * The mirror_ops handle multiple DVAs in a single BP.
2668                  */
2669                 return (vdev_mirror_ops.vdev_op_io_start(zio));
2670         }
2671
2672         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE &&
2673             zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW) {
2674                 trim_map_free(vd, zio->io_offset, zio->io_size, zio->io_txg);
2675                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2676         }
2677
2678         /*
2679          * We keep track of time-sensitive I/Os so that the scan thread
2680          * can quickly react to certain workloads.  In particular, we care
2681          * about non-scrubbing, top-level reads and writes with the following
2682          * characteristics:
2683          *      - synchronous writes of user data to non-slog devices
2684          *      - any reads of user data
2685          * When these conditions are met, adjust the timestamp of spa_last_io
2686          * which allows the scan thread to adjust its workload accordingly.
2687          */
2688         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) && zio->io_bp != NULL &&
2689             vd == vd->vdev_top && !vd->vdev_islog &&
2690             zio->io_bookmark.zb_objset != DMU_META_OBJSET &&
2691             zio->io_txg != spa_syncing_txg(spa)) {
2692                 uint64_t old = spa->spa_last_io;
2693                 uint64_t new = ddi_get_lbolt64();
2694                 if (old != new)
2695                         (void) atomic_cas_64(&spa->spa_last_io, old, new);
2696         }
2697
2698         align = 1ULL << vd->vdev_top->vdev_ashift;
2699
2700         if ((!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL) ||
2701             (vd->vdev_top->vdev_physical_ashift > SPA_MINBLOCKSHIFT)) &&
2702             P2PHASE(zio->io_size, align) != 0) {
2703                 /* Transform logical writes to be a full physical block size. */
2704                 uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
2705                 char *abuf = NULL;
2706                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2707                     zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2708                         abuf = zio_buf_alloc(asize);
2709                 ASSERT(vd == vd->vdev_top);
2710                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
2711                         bcopy(zio->io_data, abuf, zio->io_size);
2712                         bzero(abuf + zio->io_size, asize - zio->io_size);
2713                 }
2714                 zio_push_transform(zio, abuf, asize, abuf ? asize : 0,
2715                     zio_subblock);
2716         }
2717
2718         /*
2719          * If this is not a physical io, make sure that it is properly aligned
2720          * before proceeding.
2721          */
2722         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL)) {
2723                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, align));
2724                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, align));
2725         } else {
2726                 /*
2727                  * For physical writes, we allow 512b aligned writes and assume
2728                  * the device will perform a read-modify-write as necessary.
2729                  */
2730                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, SPA_MINBLOCKSIZE));
2731                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, SPA_MINBLOCKSIZE));
2732         }
2733
2734         VERIFY(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || spa_writeable(spa));
2735
2736         /*
2737          * If this is a repair I/O, and there's no self-healing involved --
2738          * that is, we're just resilvering what we expect to resilver --
2739          * then don't do the I/O unless zio's txg is actually in vd's DTL.
2740          * This prevents spurious resilvering with nested replication.
2741          * For example, given a mirror of mirrors, (A+B)+(C+D), if only
2742          * A is out of date, we'll read from C+D, then use the data to
2743          * resilver A+B -- but we don't actually want to resilver B, just A.
2744          * The top-level mirror has no way to know this, so instead we just
2745          * discard unnecessary repairs as we work our way down the vdev tree.
2746          * The same logic applies to any form of nested replication:
2747          * ditto + mirror, RAID-Z + replacing, etc.  This covers them all.
2748          */
2749         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2750             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SELF_HEAL) &&
2751             zio->io_txg != 0 && /* not a delegated i/o */
2752             !vdev_dtl_contains(vd, DTL_PARTIAL, zio->io_txg, 1)) {
2753                 ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2754                 zio_vdev_io_bypass(zio);
2755                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2756         }
2757
2758         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
2759                 switch (zio->io_type) {
2760                 case ZIO_TYPE_READ:
2761                         if (vdev_cache_read(zio))
2762                                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2763                         /* FALLTHROUGH */
2764                 case ZIO_TYPE_WRITE:
2765                 case ZIO_TYPE_FREE:
2766                         if ((zio = vdev_queue_io(zio)) == NULL)
2767                                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2768
2769                         if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2770                                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2771                                 zio_interrupt(zio);
2772                                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2773                         }
2774                         break;
2775                 }
2776                 /*
2777                  * Note that we ignore repair writes for TRIM because they can
2778                  * conflict with normal writes. This isn't an issue because, by
2779                  * definition, we only repair blocks that aren't freed.
2780                  */
2781                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2782                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2783                     !trim_map_write_start(zio))
2784                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2785         }
2786
2787         ret = vd->vdev_ops->vdev_op_io_start(zio);
2788         ASSERT(ret == ZIO_PIPELINE_STOP);
2789
2790         return (ret);
2791 }
2792
2793 static int
2794 zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
2795 {
2796         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2797         vdev_ops_t *ops = vd ? vd->vdev_ops : &vdev_mirror_ops;
2798         boolean_t unexpected_error = B_FALSE;
2799
2800         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2801                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2802
2803         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2804             zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE || zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE);
2805
2806         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2807             (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE ||
2808             zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE)) {
2809
2810                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2811                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR))
2812                         trim_map_write_done(zio);
2813
2814                 vdev_queue_io_done(zio);
2815
2816                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2817                         vdev_cache_write(zio);
2818
2819                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2820                         zio->io_error = zio_handle_device_injection(vd,
2821                             zio, EIO);
2822
2823                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2824                         zio->io_error = zio_handle_label_injection(zio, EIO);
2825
2826                 if (zio->io_error) {
2827                         if (zio->io_error == ENOTSUP &&
2828                             zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) {
2829                                 /* Not all devices support TRIM. */
2830                         } else if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2831                                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2832                         } else {
2833                                 unexpected_error = B_TRUE;
2834                         }
2835                 }
2836         }
2837
2838         ops->vdev_op_io_done(zio);
2839
2840         if (unexpected_error)
2841                 VERIFY(vdev_probe(vd, zio) == NULL);
2842
2843         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2844 }
2845
2846 /*
2847  * For non-raidz ZIOs, we can just copy aside the bad data read from the
2848  * disk, and use that to finish the checksum ereport later.
2849  */
2850 static void
2851 zio_vsd_default_cksum_finish(zio_cksum_report_t *zcr,
2852     const void *good_buf)
2853 {
2854         /* no processing needed */
2855         zfs_ereport_finish_checksum(zcr, good_buf, zcr->zcr_cbdata, B_FALSE);
2856 }
2857
2858 /*ARGSUSED*/
2859 void
2860 zio_vsd_default_cksum_report(zio_t *zio, zio_cksum_report_t *zcr, void *ignored)
2861 {
2862         void *buf = zio_buf_alloc(zio->io_size);
2863
2864         bcopy(zio->io_data, buf, zio->io_size);
2865
2866         zcr->zcr_cbinfo = zio->io_size;
2867         zcr->zcr_cbdata = buf;
2868         zcr->zcr_finish = zio_vsd_default_cksum_finish;
2869         zcr->zcr_free = zio_buf_free;
2870 }
2871
2872 static int
2873 zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
2874 {
2875         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2876
2877         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2878                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2879
2880         if (vd == NULL && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2881                 spa_config_exit(zio->io_spa, SCL_ZIO, zio);
2882
2883         if (zio->io_vsd != NULL) {
2884                 zio->io_vsd_ops->vsd_free(zio);
2885                 zio->io_vsd = NULL;
2886         }
2887
2888         if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2889                 zio->io_error = zio_handle_fault_injection(zio, EIO);
2890
2891         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE &&
2892             zio->io_priority != ZIO_PRIORITY_NOW) {
2893                 switch (zio->io_error) {
2894                 case 0:
2895                         ZIO_TRIM_STAT_INCR(bytes, zio->io_size);
2896                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(success);
2897                         break;
2898                 case EOPNOTSUPP:
2899                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(unsupported);
2900                         break;
2901                 default:
2902                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(failed);
2903                         break;
2904                 }
2905         }
2906
2907         /*
2908          * If the I/O failed, determine whether we should attempt to retry it.
2909          *
2910          * On retry, we cut in line in the issue queue, since we don't want
2911          * compression/checksumming/etc. work to prevent our (cheap) IO reissue.
2912          */
2913         if (zio->io_error && vd == NULL &&
2914             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_IO_RETRY))) {
2915                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_QUEUE)); /* not a leaf */
2916                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_BYPASS));  /* not a leaf */
2917                 zio->io_error = 0;
2918                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_RETRY |
2919                     ZIO_FLAG_DONT_CACHE | ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE;
2920                 zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1;
2921                 zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE,
2922                     zio_requeue_io_start_cut_in_line);
2923                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2924         }
2925
2926         /*
2927          * If we got an error on a leaf device, convert it to ENXIO
2928          * if the device is not accessible at all.
2929          */
2930         if (zio->io_error && vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2931             !vdev_accessible(vd, zio))
2932                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2933
2934         /*
2935          * If we can't write to an interior vdev (mirror or RAID-Z),
2936          * set vdev_cant_write so that we stop trying to allocate from it.
2937          */
2938         if (zio->io_error == ENXIO && zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2939             vd != NULL && !vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
2940                 vd->vdev_cant_write = B_TRUE;
2941         }
2942
2943         if (zio->io_error)
2944                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2945
2946         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2947             zio->io_physdone != NULL) {
2948                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DELEGATED));
2949                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_VDEV);
2950                 zio->io_physdone(zio->io_logical);
2951         }
2952
2953         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2954 }
2955
2956 void
2957 zio_vdev_io_reissue(zio_t *zio)
2958 {
2959         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2960         ASSERT(zio->io_error == 0);
2961
2962         zio->io_stage >>= 1;
2963 }
2964
2965 void
2966 zio_vdev_io_redone(zio_t *zio)
2967 {
2968         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE);
2969
2970         zio->io_stage >>= 1;
2971 }
2972
2973 void
2974 zio_vdev_io_bypass(zio_t *zio)
2975 {
2976         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2977         ASSERT(zio->io_error == 0);
2978
2979         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_BYPASS;
2980         zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS >> 1;
2981 }
2982
2983 /*
2984  * ==========================================================================
2985  * Generate and verify checksums
2986  * ==========================================================================
2987  */
2988 static int
2989 zio_checksum_generate(zio_t *zio)
2990 {
2991         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2992         enum zio_checksum checksum;
2993
2994         if (bp == NULL) {
2995                 /*
2996                  * This is zio_write_phys().
2997                  * We're either generating a label checksum, or none at all.
2998                  */
2999                 checksum = zio->io_prop.zp_checksum;
3000
3001                 if (checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
3002                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3003
3004                 ASSERT(checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
3005         } else {
3006                 if (BP_IS_GANG(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG) {
3007                         ASSERT(!IO_IS_ALLOCATING(zio));
3008                         checksum = ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER;
3009                 } else {
3010                         checksum = BP_GET_CHECKSUM(bp);
3011                 }
3012         }
3013
3014         zio_checksum_compute(zio, checksum, zio->io_data, zio->io_size);
3015
3016         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3017 }
3018
3019 static int
3020 zio_checksum_verify(zio_t *zio)
3021 {
3022         zio_bad_cksum_t info;
3023         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3024         int error;
3025
3026         ASSERT(zio->io_vd != NULL);
3027
3028         if (bp == NULL) {
3029                 /*
3030                  * This is zio_read_phys().
3031                  * We're either verifying a label checksum, or nothing at all.
3032                  */
3033                 if (zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
3034                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3035
3036                 ASSERT(zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
3037         }
3038
3039         if ((error = zio_checksum_error(zio, &info)) != 0) {
3040                 zio->io_error = error;
3041                 if (error == ECKSUM &&
3042                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE)) {
3043                         zfs_ereport_start_checksum(zio->io_spa,
3044                             zio->io_vd, zio, zio->io_offset,
3045                             zio->io_size, NULL, &info);
3046                 }
3047         }
3048
3049         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3050 }
3051
3052 /*
3053  * Called by RAID-Z to ensure we don't compute the checksum twice.
3054  */
3055 void
3056 zio_checksum_verified(zio_t *zio)
3057 {
3058         zio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
3059 }
3060
3061 /*
3062  * ==========================================================================
3063  * Error rank.  Error are ranked in the order 0, ENXIO, ECKSUM, EIO, other.
3064  * An error of 0 indicates success.  ENXIO indicates whole-device failure,
3065  * which may be transient (e.g. unplugged) or permament.  ECKSUM and EIO
3066  * indicate errors that are specific to one I/O, and most likely permanent.
3067  * Any other error is presumed to be worse because we weren't expecting it.
3068  * ==========================================================================
3069  */
3070 int
3071 zio_worst_error(int e1, int e2)
3072 {
3073         static int zio_error_rank[] = { 0, ENXIO, ECKSUM, EIO };
3074         int r1, r2;
3075
3076         for (r1 = 0; r1 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r1++)
3077                 if (e1 == zio_error_rank[r1])
3078                         break;
3079
3080         for (r2 = 0; r2 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r2++)
3081                 if (e2 == zio_error_rank[r2])
3082                         break;
3083
3084         return (r1 > r2 ? e1 : e2);
3085 }
3086
3087 /*
3088  * ==========================================================================
3089  * I/O completion
3090  * ==========================================================================
3091  */
3092 static int
3093 zio_ready(zio_t *zio)
3094 {
3095         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3096         zio_t *pio, *pio_next;
3097
3098         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
3099             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_READY))
3100                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3101
3102         if (zio->io_ready) {
3103                 ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
3104                 ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp) ||
3105                     (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE));
3106                 ASSERT(zio->io_children[ZIO_CHILD_GANG][ZIO_WAIT_READY] == 0);
3107
3108                 zio->io_ready(zio);
3109         }
3110
3111         if (bp != NULL && bp != &zio->io_bp_copy)
3112                 zio->io_bp_copy = *bp;
3113
3114         if (zio->io_error)
3115                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
3116
3117         mutex_enter(&zio->io_lock);
3118         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = 1;
3119         pio = zio_walk_parents(zio);
3120         mutex_exit(&zio->io_lock);
3121
3122         /*
3123          * As we notify zio's parents, new parents could be added.
3124          * New parents go to the head of zio's io_parent_list, however,
3125          * so we will (correctly) not notify them.  The remainder of zio's
3126          * io_parent_list, from 'pio_next' onward, cannot change because
3127          * all parents must wait for us to be done before they can be done.
3128          */
3129         for (; pio != NULL; pio = pio_next) {
3130                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3131                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_READY);
3132         }
3133
3134         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
3135                 if (BP_IS_GANG(bp)) {
3136                         zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_NODATA;
3137                 } else {
3138                         ASSERT((uintptr_t)zio->io_data < SPA_MAXBLOCKSIZE);
3139                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
3140                 }
3141         }
3142
3143         if (zio_injection_enabled &&
3144             zio->io_spa->spa_syncing_txg == zio->io_txg)
3145                 zio_handle_ignored_writes(zio);
3146
3147         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3148 }
3149
3150 static int
3151 zio_done(zio_t *zio)
3152 {
3153         spa_t *spa = zio->io_spa;
3154         zio_t *lio = zio->io_logical;
3155         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3156         vdev_t *vd = zio->io_vd;
3157         uint64_t psize = zio->io_size;
3158         zio_t *pio, *pio_next;
3159
3160         /*
3161          * If our children haven't all completed,
3162          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
3163          */
3164         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE) ||
3165             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE) ||
3166             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE) ||
3167             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_DONE))
3168                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3169
3170         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
3171                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
3172                         ASSERT(zio->io_children[c][w] == 0);
3173
3174         if (bp != NULL && !BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
3175                 ASSERT(bp->blk_pad[0] == 0);
3176                 ASSERT(bp->blk_pad[1] == 0);
3177                 ASSERT(bcmp(bp, &zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t)) == 0 ||
3178                     (bp == zio_unique_parent(zio)->io_bp));
3179                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE && !BP_IS_HOLE(bp) &&
3180                     zio->io_bp_override == NULL &&
3181                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)) {
3182                         ASSERT(!BP_SHOULD_BYTESWAP(bp));
3183                         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(bp));
3184                         ASSERT(BP_COUNT_GANG(bp) == 0 ||
3185                             (BP_COUNT_GANG(bp) == BP_GET_NDVAS(bp)));
3186                 }
3187                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE)
3188                         VERIFY(BP_EQUAL(bp, &zio->io_bp_orig));
3189         }
3190
3191         /*
3192          * If there were child vdev/gang/ddt errors, they apply to us now.
3193          */
3194         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_VDEV);
3195         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_GANG);
3196         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_DDT);
3197
3198         /*
3199          * If the I/O on the transformed data was successful, generate any
3200          * checksum reports now while we still have the transformed data.
3201          */
3202         if (zio->io_error == 0) {
3203                 while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3204                         zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3205                         uint64_t align = zcr->zcr_align;
3206                         uint64_t asize = P2ROUNDUP(psize, align);
3207                         char *abuf = zio->io_data;
3208
3209                         if (asize != psize) {
3210                                 abuf = zio_buf_alloc(asize);
3211                                 bcopy(zio->io_data, abuf, psize);
3212                                 bzero(abuf + psize, asize - psize);
3213                         }
3214
3215                         zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3216                         zcr->zcr_next = NULL;
3217                         zcr->zcr_finish(zcr, abuf);
3218                         zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3219
3220                         if (asize != psize)
3221                                 zio_buf_free(abuf, asize);
3222                 }
3223         }
3224
3225         zio_pop_transforms(zio);        /* note: may set zio->io_error */
3226
3227         vdev_stat_update(zio, psize);
3228
3229         if (zio->io_error) {
3230                 /*
3231                  * If this I/O is attached to a particular vdev,
3232                  * generate an error message describing the I/O failure
3233                  * at the block level.  We ignore these errors if the
3234                  * device is currently unavailable.
3235                  */
3236                 if (zio->io_error != ECKSUM && vd != NULL && !vdev_is_dead(vd))
3237                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO, spa, vd, zio, 0, 0);
3238
3239                 if ((zio->io_error == EIO || !(zio->io_flags &
3240                     (ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))) &&
3241                     zio == lio) {
3242                         /*
3243                          * For logical I/O requests, tell the SPA to log the
3244                          * error and generate a logical data ereport.
3245                          */
3246                         spa_log_error(spa, zio);
3247                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DATA, spa, NULL, zio,
3248                             0, 0);
3249                 }
3250         }
3251
3252         if (zio->io_error && zio == lio) {
3253                 /*
3254                  * Determine whether zio should be reexecuted.  This will
3255                  * propagate all the way to the root via zio_notify_parent().
3256                  */
3257                 ASSERT(vd == NULL && bp != NULL);
3258                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3259
3260                 if (IO_IS_ALLOCATING(zio) &&
3261                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL)) {
3262                         if (zio->io_error != ENOSPC)
3263                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_NOW;
3264                         else
3265                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3266                 }
3267
3268                 if ((zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
3269                     zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) &&
3270                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) &&
3271                     zio->io_error == ENXIO &&
3272                     spa_load_state(spa) == SPA_LOAD_NONE &&
3273                     spa_get_failmode(spa) != ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE)
3274                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3275
3276                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL) && !zio->io_reexecute)
3277                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3278
3279                 /*
3280                  * Here is a possibly good place to attempt to do
3281                  * either combinatorial reconstruction or error correction
3282                  * based on checksums.  It also might be a good place
3283                  * to send out preliminary ereports before we suspend
3284                  * processing.
3285                  */
3286         }
3287
3288         /*
3289          * If there were logical child errors, they apply to us now.
3290          * We defer this until now to avoid conflating logical child
3291          * errors with errors that happened to the zio itself when
3292          * updating vdev stats and reporting FMA events above.
3293          */
3294         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL);
3295
3296         if ((zio->io_error || zio->io_reexecute) &&
3297             IO_IS_ALLOCATING(zio) && zio->io_gang_leader == zio &&
3298             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)))
3299                 zio_dva_unallocate(zio, zio->io_gang_tree, bp);
3300
3301         zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
3302
3303         /*
3304          * Godfather I/Os should never suspend.
3305          */
3306         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3307             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND))
3308                 zio->io_reexecute = 0;
3309
3310         if (zio->io_reexecute) {
3311                 /*
3312                  * This is a logical I/O that wants to reexecute.
3313                  *
3314                  * Reexecute is top-down.  When an i/o fails, if it's not
3315                  * the root, it simply notifies its parent and sticks around.
3316                  * The parent, seeing that it still has children in zio_done(),
3317                  * does the same.  This percolates all the way up to the root.
3318                  * The root i/o will reexecute or suspend the entire tree.
3319                  *
3320                  * This approach ensures that zio_reexecute() honors
3321                  * all the original i/o dependency relationships, e.g.
3322                  * parents not executing until children are ready.
3323                  */
3324                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3325
3326                 zio->io_gang_leader = NULL;
3327
3328                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3329                 zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3330                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3331
3332                 /*
3333                  * "The Godfather" I/O monitors its children but is
3334                  * not a true parent to them. It will track them through
3335                  * the pipeline but severs its ties whenever they get into
3336                  * trouble (e.g. suspended). This allows "The Godfather"
3337                  * I/O to return status without blocking.
3338                  */
3339                 for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3340                         zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3341                         pio_next = zio_walk_parents(zio);
3342
3343                         if ((pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3344                             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND)) {
3345                                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3346                                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3347                         }
3348                 }
3349
3350                 if ((pio = zio_unique_parent(zio)) != NULL) {
3351                         /*
3352                          * We're not a root i/o, so there's nothing to do
3353                          * but notify our parent.  Don't propagate errors
3354                          * upward since we haven't permanently failed yet.
3355                          */
3356                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
3357                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
3358                         zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3359                 } else if (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND) {
3360                         /*
3361                          * We'd fail again if we reexecuted now, so suspend
3362                          * until conditions improve (e.g. device comes online).
3363                          */
3364                         zio_suspend(spa, zio);
3365                 } else {
3366                         /*
3367                          * Reexecution is potentially a huge amount of work.
3368                          * Hand it off to the otherwise-unused claim taskq.
3369                          */
3370 #if defined(illumos) || !defined(_KERNEL)
3371                         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_next == NULL);
3372 #else
3373                         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_task.ta_pending == 0);
3374 #endif
3375                         spa_taskq_dispatch_ent(spa, ZIO_TYPE_CLAIM,
3376                             ZIO_TASKQ_ISSUE, (task_func_t *)zio_reexecute, zio,
3377                             0, &zio->io_tqent);
3378                 }
3379                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3380         }
3381
3382         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
3383         ASSERT(zio->io_reexecute == 0);
3384         ASSERT(zio->io_error == 0 || (zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL));
3385
3386         /*
3387          * Report any checksum errors, since the I/O is complete.
3388          */
3389         while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3390                 zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3391                 zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3392                 zcr->zcr_next = NULL;
3393                 zcr->zcr_finish(zcr, NULL);
3394                 zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3395         }
3396
3397         /*
3398          * It is the responsibility of the done callback to ensure that this
3399          * particular zio is no longer discoverable for adoption, and as
3400          * such, cannot acquire any new parents.
3401          */
3402         if (zio->io_done)
3403                 zio->io_done(zio);
3404
3405         mutex_enter(&zio->io_lock);
3406         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3407         mutex_exit(&zio->io_lock);
3408
3409         for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3410                 zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3411                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3412                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3413                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3414         }
3415
3416         if (zio->io_waiter != NULL) {
3417                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3418                 zio->io_executor = NULL;
3419                 cv_broadcast(&zio->io_cv);
3420                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3421         } else {
3422                 zio_destroy(zio);
3423         }
3424
3425         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3426 }
3427
3428 /*
3429  * ==========================================================================
3430  * I/O pipeline definition
3431  * ==========================================================================
3432  */
3433 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[] = {
3434         NULL,
3435         zio_read_bp_init,
3436         zio_free_bp_init,
3437         zio_issue_async,
3438         zio_write_bp_init,
3439         zio_checksum_generate,
3440         zio_nop_write,
3441         zio_ddt_read_start,
3442         zio_ddt_read_done,
3443         zio_ddt_write,
3444         zio_ddt_free,
3445         zio_gang_assemble,
3446         zio_gang_issue,
3447         zio_dva_allocate,
3448         zio_dva_free,
3449         zio_dva_claim,
3450         zio_ready,
3451         zio_vdev_io_start,
3452         zio_vdev_io_done,
3453         zio_vdev_io_assess,
3454         zio_checksum_verify,
3455         zio_done
3456 };
3457
3458 /* dnp is the dnode for zb1->zb_object */
3459 boolean_t
3460 zbookmark_is_before(const dnode_phys_t *dnp, const zbookmark_phys_t *zb1,
3461     const zbookmark_phys_t *zb2)
3462 {
3463         uint64_t zb1nextL0, zb2thisobj;
3464
3465         ASSERT(zb1->zb_objset == zb2->zb_objset);
3466         ASSERT(zb2->zb_level == 0);
3467
3468         /* The objset_phys_t isn't before anything. */
3469         if (dnp == NULL)
3470                 return (B_FALSE);
3471
3472         zb1nextL0 = (zb1->zb_blkid + 1) <<
3473             ((zb1->zb_level) * (dnp->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT));
3474
3475         zb2thisobj = zb2->zb_object ? zb2->zb_object :
3476             zb2->zb_blkid << (DNODE_BLOCK_SHIFT - DNODE_SHIFT);
3477
3478         if (zb1->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3479                 uint64_t nextobj = zb1nextL0 *
3480                     (dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT) >> DNODE_SHIFT;
3481                 return (nextobj <= zb2thisobj);
3482         }
3483
3484         if (zb1->zb_object < zb2thisobj)
3485                 return (B_TRUE);
3486         if (zb1->zb_object > zb2thisobj)
3487                 return (B_FALSE);
3488         if (zb2->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT)
3489                 return (B_FALSE);
3490         return (zb1nextL0 <= zb2->zb_blkid);
3491 }