]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/9.0.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/zio.c
Copy stable/9 to releng/9.0 as part of the FreeBSD 9.0-RELEASE release
[FreeBSD/releng/9.0.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 by Delphix. All rights reserved.
24  */
25
26 #include <sys/zfs_context.h>
27 #include <sys/fm/fs/zfs.h>
28 #include <sys/spa.h>
29 #include <sys/txg.h>
30 #include <sys/spa_impl.h>
31 #include <sys/vdev_impl.h>
32 #include <sys/zio_impl.h>
33 #include <sys/zio_compress.h>
34 #include <sys/zio_checksum.h>
35 #include <sys/dmu_objset.h>
36 #include <sys/arc.h>
37 #include <sys/ddt.h>
38
39 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
40 SYSCTL_NODE(_vfs_zfs, OID_AUTO, zio, CTLFLAG_RW, 0, "ZFS ZIO");
41 static int zio_use_uma = 0;
42 TUNABLE_INT("vfs.zfs.zio.use_uma", &zio_use_uma);
43 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, use_uma, CTLFLAG_RDTUN, &zio_use_uma, 0,
44     "Use uma(9) for ZIO allocations");
45
46 /*
47  * ==========================================================================
48  * I/O priority table
49  * ==========================================================================
50  */
51 uint8_t zio_priority_table[ZIO_PRIORITY_TABLE_SIZE] = {
52         0,      /* ZIO_PRIORITY_NOW             */
53         0,      /* ZIO_PRIORITY_SYNC_READ       */
54         0,      /* ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE      */
55         0,      /* ZIO_PRIORITY_LOG_WRITE       */
56         1,      /* ZIO_PRIORITY_CACHE_FILL      */
57         1,      /* ZIO_PRIORITY_AGG             */
58         4,      /* ZIO_PRIORITY_FREE            */
59         4,      /* ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE     */
60         6,      /* ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ      */
61         10,     /* ZIO_PRIORITY_RESILVER        */
62         20,     /* ZIO_PRIORITY_SCRUB           */
63         2,      /* ZIO_PRIORITY_DDT_PREFETCH    */
64 };
65
66 /*
67  * ==========================================================================
68  * I/O type descriptions
69  * ==========================================================================
70  */
71 char *zio_type_name[ZIO_TYPES] = {
72         "zio_null", "zio_read", "zio_write", "zio_free", "zio_claim",
73         "zio_ioctl"
74 };
75
76 /*
77  * ==========================================================================
78  * I/O kmem caches
79  * ==========================================================================
80  */
81 kmem_cache_t *zio_cache;
82 kmem_cache_t *zio_link_cache;
83 kmem_cache_t *zio_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
84 kmem_cache_t *zio_data_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
85
86 #ifdef _KERNEL
87 extern vmem_t *zio_alloc_arena;
88 #endif
89 extern int zfs_mg_alloc_failures;
90
91 /*
92  * An allocating zio is one that either currently has the DVA allocate
93  * stage set or will have it later in its lifetime.
94  */
95 #define IO_IS_ALLOCATING(zio) ((zio)->io_orig_pipeline & ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE)
96
97 boolean_t       zio_requeue_io_start_cut_in_line = B_TRUE;
98
99 #ifdef ZFS_DEBUG
100 int zio_buf_debug_limit = 16384;
101 #else
102 int zio_buf_debug_limit = 0;
103 #endif
104
105 void
106 zio_init(void)
107 {
108         size_t c;
109         zio_cache = kmem_cache_create("zio_cache",
110             sizeof (zio_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
111         zio_link_cache = kmem_cache_create("zio_link_cache",
112             sizeof (zio_link_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
113
114         /*
115          * For small buffers, we want a cache for each multiple of
116          * SPA_MINBLOCKSIZE.  For medium-size buffers, we want a cache
117          * for each quarter-power of 2.  For large buffers, we want
118          * a cache for each multiple of PAGESIZE.
119          */
120         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
121                 size_t size = (c + 1) << SPA_MINBLOCKSHIFT;
122                 size_t p2 = size;
123                 size_t align = 0;
124                 size_t cflags = (size > zio_buf_debug_limit) ? KMC_NODEBUG : 0;
125
126                 while (p2 & (p2 - 1))
127                         p2 &= p2 - 1;
128
129                 if (size <= 4 * SPA_MINBLOCKSIZE) {
130                         align = SPA_MINBLOCKSIZE;
131                 } else if (P2PHASE(size, PAGESIZE) == 0) {
132                         align = PAGESIZE;
133                 } else if (P2PHASE(size, p2 >> 2) == 0) {
134                         align = p2 >> 2;
135                 }
136
137                 if (align != 0) {
138                         char name[36];
139                         (void) sprintf(name, "zio_buf_%lu", (ulong_t)size);
140                         zio_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
141                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, cflags);
142
143                         /*
144                          * Since zio_data bufs do not appear in crash dumps, we
145                          * pass KMC_NOTOUCH so that no allocator metadata is
146                          * stored with the buffers.
147                          */
148                         (void) sprintf(name, "zio_data_buf_%lu", (ulong_t)size);
149                         zio_data_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
150                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
151                             cflags | KMC_NOTOUCH);
152                 }
153         }
154
155         while (--c != 0) {
156                 ASSERT(zio_buf_cache[c] != NULL);
157                 if (zio_buf_cache[c - 1] == NULL)
158                         zio_buf_cache[c - 1] = zio_buf_cache[c];
159
160                 ASSERT(zio_data_buf_cache[c] != NULL);
161                 if (zio_data_buf_cache[c - 1] == NULL)
162                         zio_data_buf_cache[c - 1] = zio_data_buf_cache[c];
163         }
164
165         /*
166          * The zio write taskqs have 1 thread per cpu, allow 1/2 of the taskqs
167          * to fail 3 times per txg or 8 failures, whichever is greater.
168          */
169         if (zfs_mg_alloc_failures == 0)
170                 zfs_mg_alloc_failures = MAX((3 * max_ncpus / 2), 8);
171         else if (zfs_mg_alloc_failures < 8)
172                 zfs_mg_alloc_failures = 8;
173
174         zio_inject_init();
175 }
176
177 void
178 zio_fini(void)
179 {
180         size_t c;
181         kmem_cache_t *last_cache = NULL;
182         kmem_cache_t *last_data_cache = NULL;
183
184         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
185                 if (zio_buf_cache[c] != last_cache) {
186                         last_cache = zio_buf_cache[c];
187                         kmem_cache_destroy(zio_buf_cache[c]);
188                 }
189                 zio_buf_cache[c] = NULL;
190
191                 if (zio_data_buf_cache[c] != last_data_cache) {
192                         last_data_cache = zio_data_buf_cache[c];
193                         kmem_cache_destroy(zio_data_buf_cache[c]);
194                 }
195                 zio_data_buf_cache[c] = NULL;
196         }
197
198         kmem_cache_destroy(zio_link_cache);
199         kmem_cache_destroy(zio_cache);
200
201         zio_inject_fini();
202 }
203
204 /*
205  * ==========================================================================
206  * Allocate and free I/O buffers
207  * ==========================================================================
208  */
209
210 /*
211  * Use zio_buf_alloc to allocate ZFS metadata.  This data will appear in a
212  * crashdump if the kernel panics, so use it judiciously.  Obviously, it's
213  * useful to inspect ZFS metadata, but if possible, we should avoid keeping
214  * excess / transient data in-core during a crashdump.
215  */
216 void *
217 zio_buf_alloc(size_t size)
218 {
219         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
220
221         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
222
223         if (zio_use_uma)
224                 return (kmem_cache_alloc(zio_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
225         else
226                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP));
227 }
228
229 /*
230  * Use zio_data_buf_alloc to allocate data.  The data will not appear in a
231  * crashdump if the kernel panics.  This exists so that we will limit the amount
232  * of ZFS data that shows up in a kernel crashdump.  (Thus reducing the amount
233  * of kernel heap dumped to disk when the kernel panics)
234  */
235 void *
236 zio_data_buf_alloc(size_t size)
237 {
238         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
239
240         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
241
242         if (zio_use_uma)
243                 return (kmem_cache_alloc(zio_data_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
244         else
245                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP));
246 }
247
248 void
249 zio_buf_free(void *buf, size_t size)
250 {
251         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
252
253         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
254
255         if (zio_use_uma)
256                 kmem_cache_free(zio_buf_cache[c], buf);
257         else
258                 kmem_free(buf, size);
259 }
260
261 void
262 zio_data_buf_free(void *buf, size_t size)
263 {
264         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
265
266         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
267
268         if (zio_use_uma)
269                 kmem_cache_free(zio_data_buf_cache[c], buf);
270         else
271                 kmem_free(buf, size);
272 }
273
274 /*
275  * ==========================================================================
276  * Push and pop I/O transform buffers
277  * ==========================================================================
278  */
279 static void
280 zio_push_transform(zio_t *zio, void *data, uint64_t size, uint64_t bufsize,
281         zio_transform_func_t *transform)
282 {
283         zio_transform_t *zt = kmem_alloc(sizeof (zio_transform_t), KM_SLEEP);
284
285         zt->zt_orig_data = zio->io_data;
286         zt->zt_orig_size = zio->io_size;
287         zt->zt_bufsize = bufsize;
288         zt->zt_transform = transform;
289
290         zt->zt_next = zio->io_transform_stack;
291         zio->io_transform_stack = zt;
292
293         zio->io_data = data;
294         zio->io_size = size;
295 }
296
297 static void
298 zio_pop_transforms(zio_t *zio)
299 {
300         zio_transform_t *zt;
301
302         while ((zt = zio->io_transform_stack) != NULL) {
303                 if (zt->zt_transform != NULL)
304                         zt->zt_transform(zio,
305                             zt->zt_orig_data, zt->zt_orig_size);
306
307                 if (zt->zt_bufsize != 0)
308                         zio_buf_free(zio->io_data, zt->zt_bufsize);
309
310                 zio->io_data = zt->zt_orig_data;
311                 zio->io_size = zt->zt_orig_size;
312                 zio->io_transform_stack = zt->zt_next;
313
314                 kmem_free(zt, sizeof (zio_transform_t));
315         }
316 }
317
318 /*
319  * ==========================================================================
320  * I/O transform callbacks for subblocks and decompression
321  * ==========================================================================
322  */
323 static void
324 zio_subblock(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
325 {
326         ASSERT(zio->io_size > size);
327
328         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
329                 bcopy(zio->io_data, data, size);
330 }
331
332 static void
333 zio_decompress(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
334 {
335         if (zio->io_error == 0 &&
336             zio_decompress_data(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp),
337             zio->io_data, data, zio->io_size, size) != 0)
338                 zio->io_error = EIO;
339 }
340
341 /*
342  * ==========================================================================
343  * I/O parent/child relationships and pipeline interlocks
344  * ==========================================================================
345  */
346 /*
347  * NOTE - Callers to zio_walk_parents() and zio_walk_children must
348  *        continue calling these functions until they return NULL.
349  *        Otherwise, the next caller will pick up the list walk in
350  *        some indeterminate state.  (Otherwise every caller would
351  *        have to pass in a cookie to keep the state represented by
352  *        io_walk_link, which gets annoying.)
353  */
354 zio_t *
355 zio_walk_parents(zio_t *cio)
356 {
357         zio_link_t *zl = cio->io_walk_link;
358         list_t *pl = &cio->io_parent_list;
359
360         zl = (zl == NULL) ? list_head(pl) : list_next(pl, zl);
361         cio->io_walk_link = zl;
362
363         if (zl == NULL)
364                 return (NULL);
365
366         ASSERT(zl->zl_child == cio);
367         return (zl->zl_parent);
368 }
369
370 zio_t *
371 zio_walk_children(zio_t *pio)
372 {
373         zio_link_t *zl = pio->io_walk_link;
374         list_t *cl = &pio->io_child_list;
375
376         zl = (zl == NULL) ? list_head(cl) : list_next(cl, zl);
377         pio->io_walk_link = zl;
378
379         if (zl == NULL)
380                 return (NULL);
381
382         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
383         return (zl->zl_child);
384 }
385
386 zio_t *
387 zio_unique_parent(zio_t *cio)
388 {
389         zio_t *pio = zio_walk_parents(cio);
390
391         VERIFY(zio_walk_parents(cio) == NULL);
392         return (pio);
393 }
394
395 void
396 zio_add_child(zio_t *pio, zio_t *cio)
397 {
398         zio_link_t *zl = kmem_cache_alloc(zio_link_cache, KM_SLEEP);
399
400         /*
401          * Logical I/Os can have logical, gang, or vdev children.
402          * Gang I/Os can have gang or vdev children.
403          * Vdev I/Os can only have vdev children.
404          * The following ASSERT captures all of these constraints.
405          */
406         ASSERT(cio->io_child_type <= pio->io_child_type);
407
408         zl->zl_parent = pio;
409         zl->zl_child = cio;
410
411         mutex_enter(&cio->io_lock);
412         mutex_enter(&pio->io_lock);
413
414         ASSERT(pio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] == 0);
415
416         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
417                 pio->io_children[cio->io_child_type][w] += !cio->io_state[w];
418
419         list_insert_head(&pio->io_child_list, zl);
420         list_insert_head(&cio->io_parent_list, zl);
421
422         pio->io_child_count++;
423         cio->io_parent_count++;
424
425         mutex_exit(&pio->io_lock);
426         mutex_exit(&cio->io_lock);
427 }
428
429 static void
430 zio_remove_child(zio_t *pio, zio_t *cio, zio_link_t *zl)
431 {
432         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
433         ASSERT(zl->zl_child == cio);
434
435         mutex_enter(&cio->io_lock);
436         mutex_enter(&pio->io_lock);
437
438         list_remove(&pio->io_child_list, zl);
439         list_remove(&cio->io_parent_list, zl);
440
441         pio->io_child_count--;
442         cio->io_parent_count--;
443
444         mutex_exit(&pio->io_lock);
445         mutex_exit(&cio->io_lock);
446
447         kmem_cache_free(zio_link_cache, zl);
448 }
449
450 static boolean_t
451 zio_wait_for_children(zio_t *zio, enum zio_child child, enum zio_wait_type wait)
452 {
453         uint64_t *countp = &zio->io_children[child][wait];
454         boolean_t waiting = B_FALSE;
455
456         mutex_enter(&zio->io_lock);
457         ASSERT(zio->io_stall == NULL);
458         if (*countp != 0) {
459                 zio->io_stage >>= 1;
460                 zio->io_stall = countp;
461                 waiting = B_TRUE;
462         }
463         mutex_exit(&zio->io_lock);
464
465         return (waiting);
466 }
467
468 static void
469 zio_notify_parent(zio_t *pio, zio_t *zio, enum zio_wait_type wait)
470 {
471         uint64_t *countp = &pio->io_children[zio->io_child_type][wait];
472         int *errorp = &pio->io_child_error[zio->io_child_type];
473
474         mutex_enter(&pio->io_lock);
475         if (zio->io_error && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))
476                 *errorp = zio_worst_error(*errorp, zio->io_error);
477         pio->io_reexecute |= zio->io_reexecute;
478         ASSERT3U(*countp, >, 0);
479         if (--*countp == 0 && pio->io_stall == countp) {
480                 pio->io_stall = NULL;
481                 mutex_exit(&pio->io_lock);
482                 zio_execute(pio);
483         } else {
484                 mutex_exit(&pio->io_lock);
485         }
486 }
487
488 static void
489 zio_inherit_child_errors(zio_t *zio, enum zio_child c)
490 {
491         if (zio->io_child_error[c] != 0 && zio->io_error == 0)
492                 zio->io_error = zio->io_child_error[c];
493 }
494
495 /*
496  * ==========================================================================
497  * Create the various types of I/O (read, write, free, etc)
498  * ==========================================================================
499  */
500 static zio_t *
501 zio_create(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
502     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
503     zio_type_t type, int priority, enum zio_flag flags,
504     vdev_t *vd, uint64_t offset, const zbookmark_t *zb,
505     enum zio_stage stage, enum zio_stage pipeline)
506 {
507         zio_t *zio;
508
509         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
510         ASSERT(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
511         ASSERT(P2PHASE(offset, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
512
513         ASSERT(!vd || spa_config_held(spa, SCL_STATE_ALL, RW_READER));
514         ASSERT(!bp || !(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER));
515         ASSERT(vd || stage == ZIO_STAGE_OPEN);
516
517         zio = kmem_cache_alloc(zio_cache, KM_SLEEP);
518         bzero(zio, sizeof (zio_t));
519
520         mutex_init(&zio->io_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
521         cv_init(&zio->io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
522
523         list_create(&zio->io_parent_list, sizeof (zio_link_t),
524             offsetof(zio_link_t, zl_parent_node));
525         list_create(&zio->io_child_list, sizeof (zio_link_t),
526             offsetof(zio_link_t, zl_child_node));
527
528         if (vd != NULL)
529                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_VDEV;
530         else if (flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD)
531                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_GANG;
532         else if (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD)
533                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_DDT;
534         else
535                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_LOGICAL;
536
537         if (bp != NULL) {
538                 zio->io_bp = (blkptr_t *)bp;
539                 zio->io_bp_copy = *bp;
540                 zio->io_bp_orig = *bp;
541                 if (type != ZIO_TYPE_WRITE ||
542                     zio->io_child_type == ZIO_CHILD_DDT)
543                         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;  /* so caller can free */
544                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
545                         zio->io_logical = zio;
546                 if (zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG && BP_IS_GANG(bp))
547                         pipeline |= ZIO_GANG_STAGES;
548         }
549
550         zio->io_spa = spa;
551         zio->io_txg = txg;
552         zio->io_done = done;
553         zio->io_private = private;
554         zio->io_type = type;
555         zio->io_priority = priority;
556         zio->io_vd = vd;
557         zio->io_offset = offset;
558         zio->io_orig_data = zio->io_data = data;
559         zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
560         zio->io_orig_flags = zio->io_flags = flags;
561         zio->io_orig_stage = zio->io_stage = stage;
562         zio->io_orig_pipeline = zio->io_pipeline = pipeline;
563
564         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = (stage >= ZIO_STAGE_READY);
565         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = (stage >= ZIO_STAGE_DONE);
566
567         if (zb != NULL)
568                 zio->io_bookmark = *zb;
569
570         if (pio != NULL) {
571                 if (zio->io_logical == NULL)
572                         zio->io_logical = pio->io_logical;
573                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG)
574                         zio->io_gang_leader = pio->io_gang_leader;
575                 zio_add_child(pio, zio);
576         }
577
578         return (zio);
579 }
580
581 static void
582 zio_destroy(zio_t *zio)
583 {
584         list_destroy(&zio->io_parent_list);
585         list_destroy(&zio->io_child_list);
586         mutex_destroy(&zio->io_lock);
587         cv_destroy(&zio->io_cv);
588         kmem_cache_free(zio_cache, zio);
589 }
590
591 zio_t *
592 zio_null(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, zio_done_func_t *done,
593     void *private, enum zio_flag flags)
594 {
595         zio_t *zio;
596
597         zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
598             ZIO_TYPE_NULL, ZIO_PRIORITY_NOW, flags, vd, 0, NULL,
599             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_INTERLOCK_PIPELINE);
600
601         return (zio);
602 }
603
604 zio_t *
605 zio_root(spa_t *spa, zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
606 {
607         return (zio_null(NULL, spa, NULL, done, private, flags));
608 }
609
610 zio_t *
611 zio_read(zio_t *pio, spa_t *spa, const blkptr_t *bp,
612     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
613     int priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_t *zb)
614 {
615         zio_t *zio;
616
617         zio = zio_create(pio, spa, BP_PHYSICAL_BIRTH(bp), bp,
618             data, size, done, private,
619             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, NULL, 0, zb,
620             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
621             ZIO_DDT_CHILD_READ_PIPELINE : ZIO_READ_PIPELINE);
622
623         return (zio);
624 }
625
626 zio_t *
627 zio_write(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp,
628     void *data, uint64_t size, const zio_prop_t *zp,
629     zio_done_func_t *ready, zio_done_func_t *done, void *private,
630     int priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_t *zb)
631 {
632         zio_t *zio;
633
634         ASSERT(zp->zp_checksum >= ZIO_CHECKSUM_OFF &&
635             zp->zp_checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS &&
636             zp->zp_compress >= ZIO_COMPRESS_OFF &&
637             zp->zp_compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS &&
638             zp->zp_type < DMU_OT_NUMTYPES &&
639             zp->zp_level < 32 &&
640             zp->zp_copies > 0 &&
641             zp->zp_copies <= spa_max_replication(spa) &&
642             zp->zp_dedup <= 1 &&
643             zp->zp_dedup_verify <= 1);
644
645         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
646             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
647             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
648             ZIO_DDT_CHILD_WRITE_PIPELINE : ZIO_WRITE_PIPELINE);
649
650         zio->io_ready = ready;
651         zio->io_prop = *zp;
652
653         return (zio);
654 }
655
656 zio_t *
657 zio_rewrite(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp, void *data,
658     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private, int priority,
659     enum zio_flag flags, zbookmark_t *zb)
660 {
661         zio_t *zio;
662
663         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
664             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
665             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_REWRITE_PIPELINE);
666
667         return (zio);
668 }
669
670 void
671 zio_write_override(zio_t *zio, blkptr_t *bp, int copies)
672 {
673         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
674         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
675         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
676         ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(zio->io_spa));
677
678         zio->io_prop.zp_copies = copies;
679         zio->io_bp_override = bp;
680 }
681
682 void
683 zio_free(spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp)
684 {
685         bplist_append(&spa->spa_free_bplist[txg & TXG_MASK], bp);
686 }
687
688 zio_t *
689 zio_free_sync(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
690     enum zio_flag flags)
691 {
692         zio_t *zio;
693
694         dprintf_bp(bp, "freeing in txg %llu, pass %u",
695             (longlong_t)txg, spa->spa_sync_pass);
696
697         ASSERT(!BP_IS_HOLE(bp));
698         ASSERT(spa_syncing_txg(spa) == txg);
699         ASSERT(spa_sync_pass(spa) <= SYNC_PASS_DEFERRED_FREE);
700
701         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
702             NULL, NULL, ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_FREE, flags,
703             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_FREE_PIPELINE);
704
705         return (zio);
706 }
707
708 zio_t *
709 zio_claim(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
710     zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
711 {
712         zio_t *zio;
713
714         /*
715          * A claim is an allocation of a specific block.  Claims are needed
716          * to support immediate writes in the intent log.  The issue is that
717          * immediate writes contain committed data, but in a txg that was
718          * *not* committed.  Upon opening the pool after an unclean shutdown,
719          * the intent log claims all blocks that contain immediate write data
720          * so that the SPA knows they're in use.
721          *
722          * All claims *must* be resolved in the first txg -- before the SPA
723          * starts allocating blocks -- so that nothing is allocated twice.
724          * If txg == 0 we just verify that the block is claimable.
725          */
726         ASSERT3U(spa->spa_uberblock.ub_rootbp.blk_birth, <, spa_first_txg(spa));
727         ASSERT(txg == spa_first_txg(spa) || txg == 0);
728         ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp) || !spa_writeable(spa));       /* zdb(1M) */
729
730         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
731             done, private, ZIO_TYPE_CLAIM, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
732             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_CLAIM_PIPELINE);
733
734         return (zio);
735 }
736
737 zio_t *
738 zio_ioctl(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, int cmd,
739     zio_done_func_t *done, void *private, int priority, enum zio_flag flags)
740 {
741         zio_t *zio;
742         int c;
743
744         if (vd->vdev_children == 0) {
745                 zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
746                     ZIO_TYPE_IOCTL, priority, flags, vd, 0, NULL,
747                     ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_IOCTL_PIPELINE);
748
749                 zio->io_cmd = cmd;
750         } else {
751                 zio = zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, flags);
752
753                 for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
754                         zio_nowait(zio_ioctl(zio, spa, vd->vdev_child[c], cmd,
755                             done, private, priority, flags));
756         }
757
758         return (zio);
759 }
760
761 zio_t *
762 zio_read_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
763     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
764     int priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
765 {
766         zio_t *zio;
767
768         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
769         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
770             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
771         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
772
773         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
774             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, vd, offset, NULL,
775             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_READ_PHYS_PIPELINE);
776
777         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
778
779         return (zio);
780 }
781
782 zio_t *
783 zio_write_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
784     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
785     int priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
786 {
787         zio_t *zio;
788
789         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
790         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
791             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
792         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
793
794         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
795             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, vd, offset, NULL,
796             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_WRITE_PHYS_PIPELINE);
797
798         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
799
800         if (zio_checksum_table[checksum].ci_eck) {
801                 /*
802                  * zec checksums are necessarily destructive -- they modify
803                  * the end of the write buffer to hold the verifier/checksum.
804                  * Therefore, we must make a local copy in case the data is
805                  * being written to multiple places in parallel.
806                  */
807                 void *wbuf = zio_buf_alloc(size);
808                 bcopy(data, wbuf, size);
809                 zio_push_transform(zio, wbuf, size, size, NULL);
810         }
811
812         return (zio);
813 }
814
815 /*
816  * Create a child I/O to do some work for us.
817  */
818 zio_t *
819 zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
820         void *data, uint64_t size, int type, int priority, enum zio_flag flags,
821         zio_done_func_t *done, void *private)
822 {
823         enum zio_stage pipeline = ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE;
824         zio_t *zio;
825
826         ASSERT(vd->vdev_parent ==
827             (pio->io_vd ? pio->io_vd : pio->io_spa->spa_root_vdev));
828
829         if (type == ZIO_TYPE_READ && bp != NULL) {
830                 /*
831                  * If we have the bp, then the child should perform the
832                  * checksum and the parent need not.  This pushes error
833                  * detection as close to the leaves as possible and
834                  * eliminates redundant checksums in the interior nodes.
835                  */
836                 pipeline |= ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
837                 pio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
838         }
839
840         if (vd->vdev_children == 0)
841                 offset += VDEV_LABEL_START_SIZE;
842
843         flags |= ZIO_VDEV_CHILD_FLAGS(pio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
844
845         /*
846          * If we've decided to do a repair, the write is not speculative --
847          * even if the original read was.
848          */
849         if (flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)
850                 flags &= ~ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
851
852         zio = zio_create(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp, data, size,
853             done, private, type, priority, flags, vd, offset, &pio->io_bookmark,
854             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, pipeline);
855
856         return (zio);
857 }
858
859 zio_t *
860 zio_vdev_delegated_io(vdev_t *vd, uint64_t offset, void *data, uint64_t size,
861         int type, int priority, enum zio_flag flags,
862         zio_done_func_t *done, void *private)
863 {
864         zio_t *zio;
865
866         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
867
868         zio = zio_create(NULL, vd->vdev_spa, 0, NULL,
869             data, size, done, private, type, priority,
870             flags | ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_RETRY,
871             vd, offset, NULL,
872             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE);
873
874         return (zio);
875 }
876
877 void
878 zio_flush(zio_t *zio, vdev_t *vd)
879 {
880         zio_nowait(zio_ioctl(zio, zio->io_spa, vd, DKIOCFLUSHWRITECACHE,
881             NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_NOW,
882             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY));
883 }
884
885 void
886 zio_shrink(zio_t *zio, uint64_t size)
887 {
888         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
889         ASSERT(zio->io_orig_size == zio->io_size);
890         ASSERT(size <= zio->io_size);
891
892         /*
893          * We don't shrink for raidz because of problems with the
894          * reconstruction when reading back less than the block size.
895          * Note, BP_IS_RAIDZ() assumes no compression.
896          */
897         ASSERT(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp) == ZIO_COMPRESS_OFF);
898         if (!BP_IS_RAIDZ(zio->io_bp))
899                 zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
900 }
901
902 /*
903  * ==========================================================================
904  * Prepare to read and write logical blocks
905  * ==========================================================================
906  */
907
908 static int
909 zio_read_bp_init(zio_t *zio)
910 {
911         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
912
913         if (BP_GET_COMPRESS(bp) != ZIO_COMPRESS_OFF &&
914             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
915             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW)) {
916                 uint64_t psize = BP_GET_PSIZE(bp);
917                 void *cbuf = zio_buf_alloc(psize);
918
919                 zio_push_transform(zio, cbuf, psize, psize, zio_decompress);
920         }
921
922         if (!dmu_ot[BP_GET_TYPE(bp)].ot_metadata && BP_GET_LEVEL(bp) == 0)
923                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
924
925         if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_DDT_ZAP)
926                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
927
928         if (BP_GET_DEDUP(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
929                 zio->io_pipeline = ZIO_DDT_READ_PIPELINE;
930
931         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
932 }
933
934 static int
935 zio_write_bp_init(zio_t *zio)
936 {
937         spa_t *spa = zio->io_spa;
938         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
939         enum zio_compress compress = zp->zp_compress;
940         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
941         uint64_t lsize = zio->io_size;
942         uint64_t psize = lsize;
943         int pass = 1;
944
945         /*
946          * If our children haven't all reached the ready stage,
947          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
948          */
949         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
950             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_READY))
951                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
952
953         if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
954                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
955
956         ASSERT(zio->io_child_type != ZIO_CHILD_DDT);
957
958         if (zio->io_bp_override) {
959                 ASSERT(bp->blk_birth != zio->io_txg);
960                 ASSERT(BP_GET_DEDUP(zio->io_bp_override) == 0);
961
962                 *bp = *zio->io_bp_override;
963                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
964
965                 if (BP_IS_HOLE(bp) || !zp->zp_dedup)
966                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
967
968                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup ||
969                     zp->zp_dedup_verify);
970
971                 if (BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum) {
972                         BP_SET_DEDUP(bp, 1);
973                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_DDT_WRITE;
974                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
975                 }
976                 zio->io_bp_override = NULL;
977                 BP_ZERO(bp);
978         }
979
980         if (bp->blk_birth == zio->io_txg) {
981                 /*
982                  * We're rewriting an existing block, which means we're
983                  * working on behalf of spa_sync().  For spa_sync() to
984                  * converge, it must eventually be the case that we don't
985                  * have to allocate new blocks.  But compression changes
986                  * the blocksize, which forces a reallocate, and makes
987                  * convergence take longer.  Therefore, after the first
988                  * few passes, stop compressing to ensure convergence.
989                  */
990                 pass = spa_sync_pass(spa);
991
992                 ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(spa));
993                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
994                 ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp));
995
996                 if (pass > SYNC_PASS_DONT_COMPRESS)
997                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
998
999                 /* Make sure someone doesn't change their mind on overwrites */
1000                 ASSERT(MIN(zp->zp_copies + BP_IS_GANG(bp),
1001                     spa_max_replication(spa)) == BP_GET_NDVAS(bp));
1002         }
1003
1004         if (compress != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1005                 void *cbuf = zio_buf_alloc(lsize);
1006                 psize = zio_compress_data(compress, zio->io_data, cbuf, lsize);
1007                 if (psize == 0 || psize == lsize) {
1008                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1009                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1010                 } else {
1011                         ASSERT(psize < lsize);
1012                         zio_push_transform(zio, cbuf, psize, lsize, NULL);
1013                 }
1014         }
1015
1016         /*
1017          * The final pass of spa_sync() must be all rewrites, but the first
1018          * few passes offer a trade-off: allocating blocks defers convergence,
1019          * but newly allocated blocks are sequential, so they can be written
1020          * to disk faster.  Therefore, we allow the first few passes of
1021          * spa_sync() to allocate new blocks, but force rewrites after that.
1022          * There should only be a handful of blocks after pass 1 in any case.
1023          */
1024         if (bp->blk_birth == zio->io_txg && BP_GET_PSIZE(bp) == psize &&
1025             pass > SYNC_PASS_REWRITE) {
1026                 ASSERT(psize != 0);
1027                 enum zio_stage gang_stages = zio->io_pipeline & ZIO_GANG_STAGES;
1028                 zio->io_pipeline = ZIO_REWRITE_PIPELINE | gang_stages;
1029                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_REWRITE;
1030         } else {
1031                 BP_ZERO(bp);
1032                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
1033         }
1034
1035         if (psize == 0) {
1036                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1037         } else {
1038                 ASSERT(zp->zp_checksum != ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER);
1039                 BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1040                 BP_SET_PSIZE(bp, psize);
1041                 BP_SET_COMPRESS(bp, compress);
1042                 BP_SET_CHECKSUM(bp, zp->zp_checksum);
1043                 BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1044                 BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1045                 BP_SET_DEDUP(bp, zp->zp_dedup);
1046                 BP_SET_BYTEORDER(bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
1047                 if (zp->zp_dedup) {
1048                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1049                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1050                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_WRITE_PIPELINE;
1051                 }
1052         }
1053
1054         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1055 }
1056
1057 static int
1058 zio_free_bp_init(zio_t *zio)
1059 {
1060         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1061
1062         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL) {
1063                 if (BP_GET_DEDUP(bp))
1064                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_FREE_PIPELINE;
1065         }
1066
1067         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1068 }
1069
1070 /*
1071  * ==========================================================================
1072  * Execute the I/O pipeline
1073  * ==========================================================================
1074  */
1075
1076 static void
1077 zio_taskq_dispatch(zio_t *zio, enum zio_taskq_type q, boolean_t cutinline)
1078 {
1079         spa_t *spa = zio->io_spa;
1080         zio_type_t t = zio->io_type;
1081         int flags = TQ_SLEEP | (cutinline ? TQ_FRONT : 0);
1082
1083         ASSERT(q == ZIO_TASKQ_ISSUE || q == ZIO_TASKQ_INTERRUPT);
1084
1085         /*
1086          * If we're a config writer or a probe, the normal issue and
1087          * interrupt threads may all be blocked waiting for the config lock.
1088          * In this case, select the otherwise-unused taskq for ZIO_TYPE_NULL.
1089          */
1090         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_PROBE))
1091                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1092
1093         /*
1094          * A similar issue exists for the L2ARC write thread until L2ARC 2.0.
1095          */
1096         if (t == ZIO_TYPE_WRITE && zio->io_vd && zio->io_vd->vdev_aux)
1097                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1098
1099         /*
1100          * If this is a high priority I/O, then use the high priority taskq.
1101          */
1102         if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW &&
1103             spa->spa_zio_taskq[t][q + 1] != NULL)
1104                 q++;
1105
1106         ASSERT3U(q, <, ZIO_TASKQ_TYPES);
1107 #ifdef _KERNEL
1108         (void) taskq_dispatch_safe(spa->spa_zio_taskq[t][q],
1109             (task_func_t *)zio_execute, zio, flags, &zio->io_task);
1110 #else
1111         (void) taskq_dispatch(spa->spa_zio_taskq[t][q],
1112             (task_func_t *)zio_execute, zio, flags);
1113 #endif
1114 }
1115
1116 static boolean_t
1117 zio_taskq_member(zio_t *zio, enum zio_taskq_type q)
1118 {
1119         kthread_t *executor = zio->io_executor;
1120         spa_t *spa = zio->io_spa;
1121
1122         for (zio_type_t t = 0; t < ZIO_TYPES; t++)
1123                 if (taskq_member(spa->spa_zio_taskq[t][q], executor))
1124                         return (B_TRUE);
1125
1126         return (B_FALSE);
1127 }
1128
1129 static int
1130 zio_issue_async(zio_t *zio)
1131 {
1132         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1133
1134         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1135 }
1136
1137 void
1138 zio_interrupt(zio_t *zio)
1139 {
1140         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT, B_FALSE);
1141 }
1142
1143 /*
1144  * Execute the I/O pipeline until one of the following occurs:
1145  * (1) the I/O completes; (2) the pipeline stalls waiting for
1146  * dependent child I/Os; (3) the I/O issues, so we're waiting
1147  * for an I/O completion interrupt; (4) the I/O is delegated by
1148  * vdev-level caching or aggregation; (5) the I/O is deferred
1149  * due to vdev-level queueing; (6) the I/O is handed off to
1150  * another thread.  In all cases, the pipeline stops whenever
1151  * there's no CPU work; it never burns a thread in cv_wait().
1152  *
1153  * There's no locking on io_stage because there's no legitimate way
1154  * for multiple threads to be attempting to process the same I/O.
1155  */
1156 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[];
1157
1158 void
1159 zio_execute(zio_t *zio)
1160 {
1161         zio->io_executor = curthread;
1162
1163         while (zio->io_stage < ZIO_STAGE_DONE) {
1164                 enum zio_stage pipeline = zio->io_pipeline;
1165                 enum zio_stage stage = zio->io_stage;
1166                 int rv;
1167
1168                 ASSERT(!MUTEX_HELD(&zio->io_lock));
1169                 ASSERT(ISP2(stage));
1170                 ASSERT(zio->io_stall == NULL);
1171
1172                 do {
1173                         stage <<= 1;
1174                 } while ((stage & pipeline) == 0);
1175
1176                 ASSERT(stage <= ZIO_STAGE_DONE);
1177
1178                 /*
1179                  * If we are in interrupt context and this pipeline stage
1180                  * will grab a config lock that is held across I/O,
1181                  * or may wait for an I/O that needs an interrupt thread
1182                  * to complete, issue async to avoid deadlock.
1183                  *
1184                  * For VDEV_IO_START, we cut in line so that the io will
1185                  * be sent to disk promptly.
1186                  */
1187                 if ((stage & ZIO_BLOCKING_STAGES) && zio->io_vd == NULL &&
1188                     zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT)) {
1189                         boolean_t cut = (stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START) ?
1190                             zio_requeue_io_start_cut_in_line : B_FALSE;
1191                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
1192                         return;
1193                 }
1194
1195                 zio->io_stage = stage;
1196                 rv = zio_pipeline[highbit(stage) - 1](zio);
1197
1198                 if (rv == ZIO_PIPELINE_STOP)
1199                         return;
1200
1201                 ASSERT(rv == ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1202         }
1203 }
1204
1205 /*
1206  * ==========================================================================
1207  * Initiate I/O, either sync or async
1208  * ==========================================================================
1209  */
1210 int
1211 zio_wait(zio_t *zio)
1212 {
1213         int error;
1214
1215         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1216         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1217
1218         zio->io_waiter = curthread;
1219
1220         zio_execute(zio);
1221
1222         mutex_enter(&zio->io_lock);
1223         while (zio->io_executor != NULL)
1224                 cv_wait(&zio->io_cv, &zio->io_lock);
1225         mutex_exit(&zio->io_lock);
1226
1227         error = zio->io_error;
1228         zio_destroy(zio);
1229
1230         return (error);
1231 }
1232
1233 void
1234 zio_nowait(zio_t *zio)
1235 {
1236         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1237
1238         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1239             zio_unique_parent(zio) == NULL) {
1240                 /*
1241                  * This is a logical async I/O with no parent to wait for it.
1242                  * We add it to the spa_async_root_zio "Godfather" I/O which
1243                  * will ensure they complete prior to unloading the pool.
1244                  */
1245                 spa_t *spa = zio->io_spa;
1246
1247                 zio_add_child(spa->spa_async_zio_root, zio);
1248         }
1249
1250         zio_execute(zio);
1251 }
1252
1253 /*
1254  * ==========================================================================
1255  * Reexecute or suspend/resume failed I/O
1256  * ==========================================================================
1257  */
1258
1259 static void
1260 zio_reexecute(zio_t *pio)
1261 {
1262         zio_t *cio, *cio_next;
1263
1264         ASSERT(pio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1265         ASSERT(pio->io_orig_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1266         ASSERT(pio->io_gang_leader == NULL);
1267         ASSERT(pio->io_gang_tree == NULL);
1268
1269         pio->io_flags = pio->io_orig_flags;
1270         pio->io_stage = pio->io_orig_stage;
1271         pio->io_pipeline = pio->io_orig_pipeline;
1272         pio->io_reexecute = 0;
1273         pio->io_error = 0;
1274         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1275                 pio->io_state[w] = 0;
1276         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
1277                 pio->io_child_error[c] = 0;
1278
1279         if (IO_IS_ALLOCATING(pio))
1280                 BP_ZERO(pio->io_bp);
1281
1282         /*
1283          * As we reexecute pio's children, new children could be created.
1284          * New children go to the head of pio's io_child_list, however,
1285          * so we will (correctly) not reexecute them.  The key is that
1286          * the remainder of pio's io_child_list, from 'cio_next' onward,
1287          * cannot be affected by any side effects of reexecuting 'cio'.
1288          */
1289         for (cio = zio_walk_children(pio); cio != NULL; cio = cio_next) {
1290                 cio_next = zio_walk_children(pio);
1291                 mutex_enter(&pio->io_lock);
1292                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1293                         pio->io_children[cio->io_child_type][w]++;
1294                 mutex_exit(&pio->io_lock);
1295                 zio_reexecute(cio);
1296         }
1297
1298         /*
1299          * Now that all children have been reexecuted, execute the parent.
1300          * We don't reexecute "The Godfather" I/O here as it's the
1301          * responsibility of the caller to wait on him.
1302          */
1303         if (!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER))
1304                 zio_execute(pio);
1305 }
1306
1307 void
1308 zio_suspend(spa_t *spa, zio_t *zio)
1309 {
1310         if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_PANIC)
1311                 fm_panic("Pool '%s' has encountered an uncorrectable I/O "
1312                     "failure and the failure mode property for this pool "
1313                     "is set to panic.", spa_name(spa));
1314
1315         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO_FAILURE, spa, NULL, NULL, 0, 0);
1316
1317         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1318
1319         if (spa->spa_suspend_zio_root == NULL)
1320                 spa->spa_suspend_zio_root = zio_root(spa, NULL, NULL,
1321                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE |
1322                     ZIO_FLAG_GODFATHER);
1323
1324         spa->spa_suspended = B_TRUE;
1325
1326         if (zio != NULL) {
1327                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
1328                 ASSERT(zio != spa->spa_suspend_zio_root);
1329                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1330                 ASSERT(zio_unique_parent(zio) == NULL);
1331                 ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DONE);
1332                 zio_add_child(spa->spa_suspend_zio_root, zio);
1333         }
1334
1335         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1336 }
1337
1338 int
1339 zio_resume(spa_t *spa)
1340 {
1341         zio_t *pio;
1342
1343         /*
1344          * Reexecute all previously suspended i/o.
1345          */
1346         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1347         spa->spa_suspended = B_FALSE;
1348         cv_broadcast(&spa->spa_suspend_cv);
1349         pio = spa->spa_suspend_zio_root;
1350         spa->spa_suspend_zio_root = NULL;
1351         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1352
1353         if (pio == NULL)
1354                 return (0);
1355
1356         zio_reexecute(pio);
1357         return (zio_wait(pio));
1358 }
1359
1360 void
1361 zio_resume_wait(spa_t *spa)
1362 {
1363         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1364         while (spa_suspended(spa))
1365                 cv_wait(&spa->spa_suspend_cv, &spa->spa_suspend_lock);
1366         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1367 }
1368
1369 /*
1370  * ==========================================================================
1371  * Gang blocks.
1372  *
1373  * A gang block is a collection of small blocks that looks to the DMU
1374  * like one large block.  When zio_dva_allocate() cannot find a block
1375  * of the requested size, due to either severe fragmentation or the pool
1376  * being nearly full, it calls zio_write_gang_block() to construct the
1377  * block from smaller fragments.
1378  *
1379  * A gang block consists of a gang header (zio_gbh_phys_t) and up to
1380  * three (SPA_GBH_NBLKPTRS) gang members.  The gang header is just like
1381  * an indirect block: it's an array of block pointers.  It consumes
1382  * only one sector and hence is allocatable regardless of fragmentation.
1383  * The gang header's bps point to its gang members, which hold the data.
1384  *
1385  * Gang blocks are self-checksumming, using the bp's <vdev, offset, txg>
1386  * as the verifier to ensure uniqueness of the SHA256 checksum.
1387  * Critically, the gang block bp's blk_cksum is the checksum of the data,
1388  * not the gang header.  This ensures that data block signatures (needed for
1389  * deduplication) are independent of how the block is physically stored.
1390  *
1391  * Gang blocks can be nested: a gang member may itself be a gang block.
1392  * Thus every gang block is a tree in which root and all interior nodes are
1393  * gang headers, and the leaves are normal blocks that contain user data.
1394  * The root of the gang tree is called the gang leader.
1395  *
1396  * To perform any operation (read, rewrite, free, claim) on a gang block,
1397  * zio_gang_assemble() first assembles the gang tree (minus data leaves)
1398  * in the io_gang_tree field of the original logical i/o by recursively
1399  * reading the gang leader and all gang headers below it.  This yields
1400  * an in-core tree containing the contents of every gang header and the
1401  * bps for every constituent of the gang block.
1402  *
1403  * With the gang tree now assembled, zio_gang_issue() just walks the gang tree
1404  * and invokes a callback on each bp.  To free a gang block, zio_gang_issue()
1405  * calls zio_free_gang() -- a trivial wrapper around zio_free() -- for each bp.
1406  * zio_claim_gang() provides a similarly trivial wrapper for zio_claim().
1407  * zio_read_gang() is a wrapper around zio_read() that omits reading gang
1408  * headers, since we already have those in io_gang_tree.  zio_rewrite_gang()
1409  * performs a zio_rewrite() of the data or, for gang headers, a zio_rewrite()
1410  * of the gang header plus zio_checksum_compute() of the data to update the
1411  * gang header's blk_cksum as described above.
1412  *
1413  * The two-phase assemble/issue model solves the problem of partial failure --
1414  * what if you'd freed part of a gang block but then couldn't read the
1415  * gang header for another part?  Assembling the entire gang tree first
1416  * ensures that all the necessary gang header I/O has succeeded before
1417  * starting the actual work of free, claim, or write.  Once the gang tree
1418  * is assembled, free and claim are in-memory operations that cannot fail.
1419  *
1420  * In the event that a gang write fails, zio_dva_unallocate() walks the
1421  * gang tree to immediately free (i.e. insert back into the space map)
1422  * everything we've allocated.  This ensures that we don't get ENOSPC
1423  * errors during repeated suspend/resume cycles due to a flaky device.
1424  *
1425  * Gang rewrites only happen during sync-to-convergence.  If we can't assemble
1426  * the gang tree, we won't modify the block, so we can safely defer the free
1427  * (knowing that the block is still intact).  If we *can* assemble the gang
1428  * tree, then even if some of the rewrites fail, zio_dva_unallocate() will free
1429  * each constituent bp and we can allocate a new block on the next sync pass.
1430  *
1431  * In all cases, the gang tree allows complete recovery from partial failure.
1432  * ==========================================================================
1433  */
1434
1435 static zio_t *
1436 zio_read_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1437 {
1438         if (gn != NULL)
1439                 return (pio);
1440
1441         return (zio_read(pio, pio->io_spa, bp, data, BP_GET_PSIZE(bp),
1442             NULL, NULL, pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1443             &pio->io_bookmark));
1444 }
1445
1446 zio_t *
1447 zio_rewrite_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1448 {
1449         zio_t *zio;
1450
1451         if (gn != NULL) {
1452                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1453                     gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL, pio->io_priority,
1454                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1455                 /*
1456                  * As we rewrite each gang header, the pipeline will compute
1457                  * a new gang block header checksum for it; but no one will
1458                  * compute a new data checksum, so we do that here.  The one
1459                  * exception is the gang leader: the pipeline already computed
1460                  * its data checksum because that stage precedes gang assembly.
1461                  * (Presently, nothing actually uses interior data checksums;
1462                  * this is just good hygiene.)
1463                  */
1464                 if (gn != pio->io_gang_leader->io_gang_tree) {
1465                         zio_checksum_compute(zio, BP_GET_CHECKSUM(bp),
1466                             data, BP_GET_PSIZE(bp));
1467                 }
1468                 /*
1469                  * If we are here to damage data for testing purposes,
1470                  * leave the GBH alone so that we can detect the damage.
1471                  */
1472                 if (pio->io_gang_leader->io_flags & ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE)
1473                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
1474         } else {
1475                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1476                     data, BP_GET_PSIZE(bp), NULL, NULL, pio->io_priority,
1477                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1478         }
1479
1480         return (zio);
1481 }
1482
1483 /* ARGSUSED */
1484 zio_t *
1485 zio_free_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1486 {
1487         return (zio_free_sync(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1488             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1489 }
1490
1491 /* ARGSUSED */
1492 zio_t *
1493 zio_claim_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1494 {
1495         return (zio_claim(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1496             NULL, NULL, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1497 }
1498
1499 static zio_gang_issue_func_t *zio_gang_issue_func[ZIO_TYPES] = {
1500         NULL,
1501         zio_read_gang,
1502         zio_rewrite_gang,
1503         zio_free_gang,
1504         zio_claim_gang,
1505         NULL
1506 };
1507
1508 static void zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio);
1509
1510 static zio_gang_node_t *
1511 zio_gang_node_alloc(zio_gang_node_t **gnpp)
1512 {
1513         zio_gang_node_t *gn;
1514
1515         ASSERT(*gnpp == NULL);
1516
1517         gn = kmem_zalloc(sizeof (*gn), KM_SLEEP);
1518         gn->gn_gbh = zio_buf_alloc(SPA_GANGBLOCKSIZE);
1519         *gnpp = gn;
1520
1521         return (gn);
1522 }
1523
1524 static void
1525 zio_gang_node_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1526 {
1527         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1528
1529         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1530                 ASSERT(gn->gn_child[g] == NULL);
1531
1532         zio_buf_free(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1533         kmem_free(gn, sizeof (*gn));
1534         *gnpp = NULL;
1535 }
1536
1537 static void
1538 zio_gang_tree_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1539 {
1540         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1541
1542         if (gn == NULL)
1543                 return;
1544
1545         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1546                 zio_gang_tree_free(&gn->gn_child[g]);
1547
1548         zio_gang_node_free(gnpp);
1549 }
1550
1551 static void
1552 zio_gang_tree_assemble(zio_t *gio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t **gnpp)
1553 {
1554         zio_gang_node_t *gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
1555
1556         ASSERT(gio->io_gang_leader == gio);
1557         ASSERT(BP_IS_GANG(bp));
1558
1559         zio_nowait(zio_read(gio, gio->io_spa, bp, gn->gn_gbh,
1560             SPA_GANGBLOCKSIZE, zio_gang_tree_assemble_done, gn,
1561             gio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(gio), &gio->io_bookmark));
1562 }
1563
1564 static void
1565 zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio)
1566 {
1567         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
1568         zio_gang_node_t *gn = zio->io_private;
1569         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1570
1571         ASSERT(gio == zio_unique_parent(zio));
1572         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
1573
1574         if (zio->io_error)
1575                 return;
1576
1577         if (BP_SHOULD_BYTESWAP(bp))
1578                 byteswap_uint64_array(zio->io_data, zio->io_size);
1579
1580         ASSERT(zio->io_data == gn->gn_gbh);
1581         ASSERT(zio->io_size == SPA_GANGBLOCKSIZE);
1582         ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1583
1584         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1585                 blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1586                 if (!BP_IS_GANG(gbp))
1587                         continue;
1588                 zio_gang_tree_assemble(gio, gbp, &gn->gn_child[g]);
1589         }
1590 }
1591
1592 static void
1593 zio_gang_tree_issue(zio_t *pio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp, void *data)
1594 {
1595         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1596         zio_t *zio;
1597
1598         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) == !!gn);
1599         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == BP_GET_CHECKSUM(gio->io_bp));
1600         ASSERT(BP_GET_LSIZE(bp) == BP_GET_PSIZE(bp) || gn == gio->io_gang_tree);
1601
1602         /*
1603          * If you're a gang header, your data is in gn->gn_gbh.
1604          * If you're a gang member, your data is in 'data' and gn == NULL.
1605          */
1606         zio = zio_gang_issue_func[gio->io_type](pio, bp, gn, data);
1607
1608         if (gn != NULL) {
1609                 ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1610
1611                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1612                         blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1613                         if (BP_IS_HOLE(gbp))
1614                                 continue;
1615                         zio_gang_tree_issue(zio, gn->gn_child[g], gbp, data);
1616                         data = (char *)data + BP_GET_PSIZE(gbp);
1617                 }
1618         }
1619
1620         if (gn == gio->io_gang_tree)
1621                 ASSERT3P((char *)gio->io_data + gio->io_size, ==, data);
1622
1623         if (zio != pio)
1624                 zio_nowait(zio);
1625 }
1626
1627 static int
1628 zio_gang_assemble(zio_t *zio)
1629 {
1630         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1631
1632         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == NULL);
1633         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1634
1635         zio->io_gang_leader = zio;
1636
1637         zio_gang_tree_assemble(zio, bp, &zio->io_gang_tree);
1638
1639         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1640 }
1641
1642 static int
1643 zio_gang_issue(zio_t *zio)
1644 {
1645         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1646
1647         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE))
1648                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1649
1650         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == zio);
1651         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1652
1653         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_GANG] == 0)
1654                 zio_gang_tree_issue(zio, zio->io_gang_tree, bp, zio->io_data);
1655         else
1656                 zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
1657
1658         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1659
1660         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1661 }
1662
1663 static void
1664 zio_write_gang_member_ready(zio_t *zio)
1665 {
1666         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
1667         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
1668         dva_t *cdva = zio->io_bp->blk_dva;
1669         dva_t *pdva = pio->io_bp->blk_dva;
1670         uint64_t asize;
1671
1672         if (BP_IS_HOLE(zio->io_bp))
1673                 return;
1674
1675         ASSERT(BP_IS_HOLE(&zio->io_bp_orig));
1676
1677         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG);
1678         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, ==, gio->io_prop.zp_copies);
1679         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
1680         ASSERT3U(pio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1681         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(zio->io_bp), <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1682
1683         mutex_enter(&pio->io_lock);
1684         for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(zio->io_bp); d++) {
1685                 ASSERT(DVA_GET_GANG(&pdva[d]));
1686                 asize = DVA_GET_ASIZE(&pdva[d]);
1687                 asize += DVA_GET_ASIZE(&cdva[d]);
1688                 DVA_SET_ASIZE(&pdva[d], asize);
1689         }
1690         mutex_exit(&pio->io_lock);
1691 }
1692
1693 static int
1694 zio_write_gang_block(zio_t *pio)
1695 {
1696         spa_t *spa = pio->io_spa;
1697         blkptr_t *bp = pio->io_bp;
1698         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1699         zio_t *zio;
1700         zio_gang_node_t *gn, **gnpp;
1701         zio_gbh_phys_t *gbh;
1702         uint64_t txg = pio->io_txg;
1703         uint64_t resid = pio->io_size;
1704         uint64_t lsize;
1705         int copies = gio->io_prop.zp_copies;
1706         int gbh_copies = MIN(copies + 1, spa_max_replication(spa));
1707         zio_prop_t zp;
1708         int error;
1709
1710         error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), SPA_GANGBLOCKSIZE,
1711             bp, gbh_copies, txg, pio == gio ? NULL : gio->io_bp,
1712             METASLAB_HINTBP_FAVOR | METASLAB_GANG_HEADER);
1713         if (error) {
1714                 pio->io_error = error;
1715                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1716         }
1717
1718         if (pio == gio) {
1719                 gnpp = &gio->io_gang_tree;
1720         } else {
1721                 gnpp = pio->io_private;
1722                 ASSERT(pio->io_ready == zio_write_gang_member_ready);
1723         }
1724
1725         gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
1726         gbh = gn->gn_gbh;
1727         bzero(gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1728
1729         /*
1730          * Create the gang header.
1731          */
1732         zio = zio_rewrite(pio, spa, txg, bp, gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL,
1733             pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1734
1735         /*
1736          * Create and nowait the gang children.
1737          */
1738         for (int g = 0; resid != 0; resid -= lsize, g++) {
1739                 lsize = P2ROUNDUP(resid / (SPA_GBH_NBLKPTRS - g),
1740                     SPA_MINBLOCKSIZE);
1741                 ASSERT(lsize >= SPA_MINBLOCKSIZE && lsize <= resid);
1742
1743                 zp.zp_checksum = gio->io_prop.zp_checksum;
1744                 zp.zp_compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1745                 zp.zp_type = DMU_OT_NONE;
1746                 zp.zp_level = 0;
1747                 zp.zp_copies = gio->io_prop.zp_copies;
1748                 zp.zp_dedup = 0;
1749                 zp.zp_dedup_verify = 0;
1750
1751                 zio_nowait(zio_write(zio, spa, txg, &gbh->zg_blkptr[g],
1752                     (char *)pio->io_data + (pio->io_size - resid), lsize, &zp,
1753                     zio_write_gang_member_ready, NULL, &gn->gn_child[g],
1754                     pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1755                     &pio->io_bookmark));
1756         }
1757
1758         /*
1759          * Set pio's pipeline to just wait for zio to finish.
1760          */
1761         pio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1762
1763         zio_nowait(zio);
1764
1765         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1766 }
1767
1768 /*
1769  * ==========================================================================
1770  * Dedup
1771  * ==========================================================================
1772  */
1773 static void
1774 zio_ddt_child_read_done(zio_t *zio)
1775 {
1776         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1777         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
1778         ddt_phys_t *ddp;
1779         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
1780
1781         mutex_enter(&pio->io_lock);
1782         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
1783         if (zio->io_error == 0)
1784                 ddt_phys_clear(ddp);    /* this ddp doesn't need repair */
1785         if (zio->io_error == 0 && dde->dde_repair_data == NULL)
1786                 dde->dde_repair_data = zio->io_data;
1787         else
1788                 zio_buf_free(zio->io_data, zio->io_size);
1789         mutex_exit(&pio->io_lock);
1790 }
1791
1792 static int
1793 zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
1794 {
1795         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1796
1797         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
1798         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
1799         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1800
1801         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
1802                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
1803                 ddt_entry_t *dde = ddt_repair_start(ddt, bp);
1804                 ddt_phys_t *ddp = dde->dde_phys;
1805                 ddt_phys_t *ddp_self = ddt_phys_select(dde, bp);
1806                 blkptr_t blk;
1807
1808                 ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
1809                 zio->io_vsd = dde;
1810
1811                 if (ddp_self == NULL)
1812                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1813
1814                 for (int p = 0; p < DDT_PHYS_TYPES; p++, ddp++) {
1815                         if (ddp->ddp_phys_birth == 0 || ddp == ddp_self)
1816                                 continue;
1817                         ddt_bp_create(ddt->ddt_checksum, &dde->dde_key, ddp,
1818                             &blk);
1819                         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, &blk,
1820                             zio_buf_alloc(zio->io_size), zio->io_size,
1821                             zio_ddt_child_read_done, dde, zio->io_priority,
1822                             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE,
1823                             &zio->io_bookmark));
1824                 }
1825                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1826         }
1827
1828         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, bp,
1829             zio->io_data, zio->io_size, NULL, NULL, zio->io_priority,
1830             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark));
1831
1832         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1833 }
1834
1835 static int
1836 zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
1837 {
1838         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1839
1840         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE))
1841                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1842
1843         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
1844         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
1845         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1846
1847         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
1848                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
1849                 ddt_entry_t *dde = zio->io_vsd;
1850                 if (ddt == NULL) {
1851                         ASSERT(spa_load_state(zio->io_spa) != SPA_LOAD_NONE);
1852                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1853                 }
1854                 if (dde == NULL) {
1855                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_DDT_READ_START >> 1;
1856                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1857                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1858                 }
1859                 if (dde->dde_repair_data != NULL) {
1860                         bcopy(dde->dde_repair_data, zio->io_data, zio->io_size);
1861                         zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT] = 0;
1862                 }
1863                 ddt_repair_done(ddt, dde);
1864                 zio->io_vsd = NULL;
1865         }
1866
1867         ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
1868
1869         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1870 }
1871
1872 static boolean_t
1873 zio_ddt_collision(zio_t *zio, ddt_t *ddt, ddt_entry_t *dde)
1874 {
1875         spa_t *spa = zio->io_spa;
1876
1877         /*
1878          * Note: we compare the original data, not the transformed data,
1879          * because when zio->io_bp is an override bp, we will not have
1880          * pushed the I/O transforms.  That's an important optimization
1881          * because otherwise we'd compress/encrypt all dmu_sync() data twice.
1882          */
1883         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
1884                 zio_t *lio = dde->dde_lead_zio[p];
1885
1886                 if (lio != NULL) {
1887                         return (lio->io_orig_size != zio->io_orig_size ||
1888                             bcmp(zio->io_orig_data, lio->io_orig_data,
1889                             zio->io_orig_size) != 0);
1890                 }
1891         }
1892
1893         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
1894                 ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
1895
1896                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0) {
1897                         arc_buf_t *abuf = NULL;
1898                         uint32_t aflags = ARC_WAIT;
1899                         blkptr_t blk = *zio->io_bp;
1900                         int error;
1901
1902                         ddt_bp_fill(ddp, &blk, ddp->ddp_phys_birth);
1903
1904                         ddt_exit(ddt);
1905
1906                         error = arc_read_nolock(NULL, spa, &blk,
1907                             arc_getbuf_func, &abuf, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
1908                             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
1909                             &aflags, &zio->io_bookmark);
1910
1911                         if (error == 0) {
1912                                 if (arc_buf_size(abuf) != zio->io_orig_size ||
1913                                     bcmp(abuf->b_data, zio->io_orig_data,
1914                                     zio->io_orig_size) != 0)
1915                                         error = EEXIST;
1916                                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(abuf, &abuf) == 1);
1917                         }
1918
1919                         ddt_enter(ddt);
1920                         return (error != 0);
1921                 }
1922         }
1923
1924         return (B_FALSE);
1925 }
1926
1927 static void
1928 zio_ddt_child_write_ready(zio_t *zio)
1929 {
1930         int p = zio->io_prop.zp_copies;
1931         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
1932         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
1933         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
1934         zio_t *pio;
1935
1936         if (zio->io_error)
1937                 return;
1938
1939         ddt_enter(ddt);
1940
1941         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
1942
1943         ddt_phys_fill(ddp, zio->io_bp);
1944
1945         while ((pio = zio_walk_parents(zio)) != NULL)
1946                 ddt_bp_fill(ddp, pio->io_bp, zio->io_txg);
1947
1948         ddt_exit(ddt);
1949 }
1950
1951 static void
1952 zio_ddt_child_write_done(zio_t *zio)
1953 {
1954         int p = zio->io_prop.zp_copies;
1955         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
1956         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
1957         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
1958
1959         ddt_enter(ddt);
1960
1961         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
1962         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
1963         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
1964
1965         if (zio->io_error == 0) {
1966                 while (zio_walk_parents(zio) != NULL)
1967                         ddt_phys_addref(ddp);
1968         } else {
1969                 ddt_phys_clear(ddp);
1970         }
1971
1972         ddt_exit(ddt);
1973 }
1974
1975 static void
1976 zio_ddt_ditto_write_done(zio_t *zio)
1977 {
1978         int p = DDT_PHYS_DITTO;
1979         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
1980         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1981         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
1982         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
1983         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
1984         ddt_key_t *ddk = &dde->dde_key;
1985
1986         ddt_enter(ddt);
1987
1988         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
1989         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
1990         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
1991
1992         if (zio->io_error == 0) {
1993                 ASSERT(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, ddk->ddk_cksum));
1994                 ASSERT(zp->zp_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
1995                 ASSERT(zp->zp_copies == BP_GET_NDVAS(bp) - BP_IS_GANG(bp));
1996                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
1997                         ddt_phys_free(ddt, ddk, ddp, zio->io_txg);
1998                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
1999         }
2000
2001         ddt_exit(ddt);
2002 }
2003
2004 static int
2005 zio_ddt_write(zio_t *zio)
2006 {
2007         spa_t *spa = zio->io_spa;
2008         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2009         uint64_t txg = zio->io_txg;
2010         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2011         int p = zp->zp_copies;
2012         int ditto_copies;
2013         zio_t *cio = NULL;
2014         zio_t *dio = NULL;
2015         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2016         ddt_entry_t *dde;
2017         ddt_phys_t *ddp;
2018
2019         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2020         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum);
2021         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp) || zio->io_bp_override);
2022
2023         ddt_enter(ddt);
2024         dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2025         ddp = &dde->dde_phys[p];
2026
2027         if (zp->zp_dedup_verify && zio_ddt_collision(zio, ddt, dde)) {
2028                 /*
2029                  * If we're using a weak checksum, upgrade to a strong checksum
2030                  * and try again.  If we're already using a strong checksum,
2031                  * we can't resolve it, so just convert to an ordinary write.
2032                  * (And automatically e-mail a paper to Nature?)
2033                  */
2034                 if (!zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup) {
2035                         zp->zp_checksum = spa_dedup_checksum(spa);
2036                         zio_pop_transforms(zio);
2037                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2038                         BP_ZERO(bp);
2039                 } else {
2040                         zp->zp_dedup = 0;
2041                 }
2042                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2043                 ddt_exit(ddt);
2044                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2045         }
2046
2047         ditto_copies = ddt_ditto_copies_needed(ddt, dde, ddp);
2048         ASSERT(ditto_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2049
2050         if (ditto_copies > ddt_ditto_copies_present(dde) &&
2051             dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] == NULL) {
2052                 zio_prop_t czp = *zp;
2053
2054                 czp.zp_copies = ditto_copies;
2055
2056                 /*
2057                  * If we arrived here with an override bp, we won't have run
2058                  * the transform stack, so we won't have the data we need to
2059                  * generate a child i/o.  So, toss the override bp and restart.
2060                  * This is safe, because using the override bp is just an
2061                  * optimization; and it's rare, so the cost doesn't matter.
2062                  */
2063                 if (zio->io_bp_override) {
2064                         zio_pop_transforms(zio);
2065                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2066                         zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2067                         zio->io_bp_override = NULL;
2068                         BP_ZERO(bp);
2069                         ddt_exit(ddt);
2070                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2071                 }
2072
2073                 dio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2074                     zio->io_orig_size, &czp, NULL,
2075                     zio_ddt_ditto_write_done, dde, zio->io_priority,
2076                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2077
2078                 zio_push_transform(dio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2079                 dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] = dio;
2080         }
2081
2082         if (ddp->ddp_phys_birth != 0 || dde->dde_lead_zio[p] != NULL) {
2083                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2084                         ddt_bp_fill(ddp, bp, txg);
2085                 if (dde->dde_lead_zio[p] != NULL)
2086                         zio_add_child(zio, dde->dde_lead_zio[p]);
2087                 else
2088                         ddt_phys_addref(ddp);
2089         } else if (zio->io_bp_override) {
2090                 ASSERT(bp->blk_birth == txg);
2091                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, zio->io_bp_override));
2092                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2093                 ddt_phys_addref(ddp);
2094         } else {
2095                 cio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2096                     zio->io_orig_size, zp, zio_ddt_child_write_ready,
2097                     zio_ddt_child_write_done, dde, zio->io_priority,
2098                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2099
2100                 zio_push_transform(cio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2101                 dde->dde_lead_zio[p] = cio;
2102         }
2103
2104         ddt_exit(ddt);
2105
2106         if (cio)
2107                 zio_nowait(cio);
2108         if (dio)
2109                 zio_nowait(dio);
2110
2111         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2112 }
2113
2114 ddt_entry_t *freedde; /* for debugging */
2115
2116 static int
2117 zio_ddt_free(zio_t *zio)
2118 {
2119         spa_t *spa = zio->io_spa;
2120         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2121         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2122         ddt_entry_t *dde;
2123         ddt_phys_t *ddp;
2124
2125         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2126         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2127
2128         ddt_enter(ddt);
2129         freedde = dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2130         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2131         ddt_phys_decref(ddp);
2132         ddt_exit(ddt);
2133
2134         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2135 }
2136
2137 /*
2138  * ==========================================================================
2139  * Allocate and free blocks
2140  * ==========================================================================
2141  */
2142 static int
2143 zio_dva_allocate(zio_t *zio)
2144 {
2145         spa_t *spa = zio->io_spa;
2146         metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(spa);
2147         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2148         int error;
2149         int flags = 0;
2150
2151         if (zio->io_gang_leader == NULL) {
2152                 ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2153                 zio->io_gang_leader = zio;
2154         }
2155
2156         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
2157         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(bp), ==, 0);
2158         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, >, 0);
2159         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, spa_max_replication(spa));
2160         ASSERT3U(zio->io_size, ==, BP_GET_PSIZE(bp));
2161
2162         /*
2163          * The dump device does not support gang blocks so allocation on
2164          * behalf of the dump device (i.e. ZIO_FLAG_NODATA) must avoid
2165          * the "fast" gang feature.
2166          */
2167         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) ? METASLAB_GANG_AVOID : 0;
2168         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD) ?
2169             METASLAB_GANG_CHILD : 0;
2170         error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp,
2171             zio->io_prop.zp_copies, zio->io_txg, NULL, flags);
2172
2173         if (error) {
2174                 spa_dbgmsg(spa, "%s: metaslab allocation failure: zio %p, "
2175                     "size %llu, error %d", spa_name(spa), zio, zio->io_size,
2176                     error);
2177                 if (error == ENOSPC && zio->io_size > SPA_MINBLOCKSIZE)
2178                         return (zio_write_gang_block(zio));
2179                 zio->io_error = error;
2180         }
2181
2182         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2183 }
2184
2185 static int
2186 zio_dva_free(zio_t *zio)
2187 {
2188         metaslab_free(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg, B_FALSE);
2189
2190         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2191 }
2192
2193 static int
2194 zio_dva_claim(zio_t *zio)
2195 {
2196         int error;
2197
2198         error = metaslab_claim(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg);
2199         if (error)
2200                 zio->io_error = error;
2201
2202         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2203 }
2204
2205 /*
2206  * Undo an allocation.  This is used by zio_done() when an I/O fails
2207  * and we want to give back the block we just allocated.
2208  * This handles both normal blocks and gang blocks.
2209  */
2210 static void
2211 zio_dva_unallocate(zio_t *zio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp)
2212 {
2213         ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
2214         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2215
2216         if (!BP_IS_HOLE(bp))
2217                 metaslab_free(zio->io_spa, bp, bp->blk_birth, B_TRUE);
2218
2219         if (gn != NULL) {
2220                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
2221                         zio_dva_unallocate(zio, gn->gn_child[g],
2222                             &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g]);
2223                 }
2224         }
2225 }
2226
2227 /*
2228  * Try to allocate an intent log block.  Return 0 on success, errno on failure.
2229  */
2230 int
2231 zio_alloc_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *new_bp, blkptr_t *old_bp,
2232     uint64_t size, boolean_t use_slog)
2233 {
2234         int error = 1;
2235
2236         ASSERT(txg > spa_syncing_txg(spa));
2237
2238         if (use_slog)
2239                 error = metaslab_alloc(spa, spa_log_class(spa), size,
2240                     new_bp, 1, txg, old_bp, METASLAB_HINTBP_AVOID);
2241
2242         if (error)
2243                 error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), size,
2244                     new_bp, 1, txg, old_bp, METASLAB_HINTBP_AVOID);
2245
2246         if (error == 0) {
2247                 BP_SET_LSIZE(new_bp, size);
2248                 BP_SET_PSIZE(new_bp, size);
2249                 BP_SET_COMPRESS(new_bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
2250                 BP_SET_CHECKSUM(new_bp,
2251                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_SLIM_ZIL
2252                     ? ZIO_CHECKSUM_ZILOG2 : ZIO_CHECKSUM_ZILOG);
2253                 BP_SET_TYPE(new_bp, DMU_OT_INTENT_LOG);
2254                 BP_SET_LEVEL(new_bp, 0);
2255                 BP_SET_DEDUP(new_bp, 0);
2256                 BP_SET_BYTEORDER(new_bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
2257         }
2258
2259         return (error);
2260 }
2261
2262 /*
2263  * Free an intent log block.
2264  */
2265 void
2266 zio_free_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp)
2267 {
2268         ASSERT(BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_INTENT_LOG);
2269         ASSERT(!BP_IS_GANG(bp));
2270
2271         zio_free(spa, txg, bp);
2272 }
2273
2274 /*
2275  * ==========================================================================
2276  * Read and write to physical devices
2277  * ==========================================================================
2278  */
2279 static int
2280 zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
2281 {
2282         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2283         uint64_t align;
2284         spa_t *spa = zio->io_spa;
2285
2286         ASSERT(zio->io_error == 0);
2287         ASSERT(zio->io_child_error[ZIO_CHILD_VDEV] == 0);
2288
2289         if (vd == NULL) {
2290                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2291                         spa_config_enter(spa, SCL_ZIO, zio, RW_READER);
2292
2293                 /*
2294                  * The mirror_ops handle multiple DVAs in a single BP.
2295                  */
2296                 return (vdev_mirror_ops.vdev_op_io_start(zio));
2297         }
2298
2299         /*
2300          * We keep track of time-sensitive I/Os so that the scan thread
2301          * can quickly react to certain workloads.  In particular, we care
2302          * about non-scrubbing, top-level reads and writes with the following
2303          * characteristics:
2304          *      - synchronous writes of user data to non-slog devices
2305          *      - any reads of user data
2306          * When these conditions are met, adjust the timestamp of spa_last_io
2307          * which allows the scan thread to adjust its workload accordingly.
2308          */
2309         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) && zio->io_bp != NULL &&
2310             vd == vd->vdev_top && !vd->vdev_islog &&
2311             zio->io_bookmark.zb_objset != DMU_META_OBJSET &&
2312             zio->io_txg != spa_syncing_txg(spa)) {
2313                 uint64_t old = spa->spa_last_io;
2314                 uint64_t new = ddi_get_lbolt64();
2315                 if (old != new)
2316                         (void) atomic_cas_64(&spa->spa_last_io, old, new);
2317         }
2318
2319         align = 1ULL << vd->vdev_top->vdev_ashift;
2320
2321         if (P2PHASE(zio->io_size, align) != 0) {
2322                 uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
2323                 char *abuf = zio_buf_alloc(asize);
2324                 ASSERT(vd == vd->vdev_top);
2325                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
2326                         bcopy(zio->io_data, abuf, zio->io_size);
2327                         bzero(abuf + zio->io_size, asize - zio->io_size);
2328                 }
2329                 zio_push_transform(zio, abuf, asize, asize, zio_subblock);
2330         }
2331
2332         ASSERT(P2PHASE(zio->io_offset, align) == 0);
2333         ASSERT(P2PHASE(zio->io_size, align) == 0);
2334         VERIFY(zio->io_type != ZIO_TYPE_WRITE || spa_writeable(spa));
2335
2336         /*
2337          * If this is a repair I/O, and there's no self-healing involved --
2338          * that is, we're just resilvering what we expect to resilver --
2339          * then don't do the I/O unless zio's txg is actually in vd's DTL.
2340          * This prevents spurious resilvering with nested replication.
2341          * For example, given a mirror of mirrors, (A+B)+(C+D), if only
2342          * A is out of date, we'll read from C+D, then use the data to
2343          * resilver A+B -- but we don't actually want to resilver B, just A.
2344          * The top-level mirror has no way to know this, so instead we just
2345          * discard unnecessary repairs as we work our way down the vdev tree.
2346          * The same logic applies to any form of nested replication:
2347          * ditto + mirror, RAID-Z + replacing, etc.  This covers them all.
2348          */
2349         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2350             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SELF_HEAL) &&
2351             zio->io_txg != 0 && /* not a delegated i/o */
2352             !vdev_dtl_contains(vd, DTL_PARTIAL, zio->io_txg, 1)) {
2353                 ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2354                 zio_vdev_io_bypass(zio);
2355                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2356         }
2357
2358         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2359             (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)) {
2360
2361                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ && vdev_cache_read(zio) == 0)
2362                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2363
2364                 if ((zio = vdev_queue_io(zio)) == NULL)
2365                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2366
2367                 if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2368                         zio->io_error = ENXIO;
2369                         zio_interrupt(zio);
2370                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2371                 }
2372         }
2373
2374         return (vd->vdev_ops->vdev_op_io_start(zio));
2375 }
2376
2377 static int
2378 zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
2379 {
2380         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2381         vdev_ops_t *ops = vd ? vd->vdev_ops : &vdev_mirror_ops;
2382         boolean_t unexpected_error = B_FALSE;
2383
2384         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2385                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2386
2387         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2388
2389         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
2390
2391                 vdev_queue_io_done(zio);
2392
2393                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2394                         vdev_cache_write(zio);
2395
2396                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2397                         zio->io_error = zio_handle_device_injection(vd,
2398                             zio, EIO);
2399
2400                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2401                         zio->io_error = zio_handle_label_injection(zio, EIO);
2402
2403                 if (zio->io_error) {
2404                         if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2405                                 zio->io_error = ENXIO;
2406                         } else {
2407                                 unexpected_error = B_TRUE;
2408                         }
2409                 }
2410         }
2411
2412         ops->vdev_op_io_done(zio);
2413
2414         if (unexpected_error)
2415                 VERIFY(vdev_probe(vd, zio) == NULL);
2416
2417         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2418 }
2419
2420 /*
2421  * For non-raidz ZIOs, we can just copy aside the bad data read from the
2422  * disk, and use that to finish the checksum ereport later.
2423  */
2424 static void
2425 zio_vsd_default_cksum_finish(zio_cksum_report_t *zcr,
2426     const void *good_buf)
2427 {
2428         /* no processing needed */
2429         zfs_ereport_finish_checksum(zcr, good_buf, zcr->zcr_cbdata, B_FALSE);
2430 }
2431
2432 /*ARGSUSED*/
2433 void
2434 zio_vsd_default_cksum_report(zio_t *zio, zio_cksum_report_t *zcr, void *ignored)
2435 {
2436         void *buf = zio_buf_alloc(zio->io_size);
2437
2438         bcopy(zio->io_data, buf, zio->io_size);
2439
2440         zcr->zcr_cbinfo = zio->io_size;
2441         zcr->zcr_cbdata = buf;
2442         zcr->zcr_finish = zio_vsd_default_cksum_finish;
2443         zcr->zcr_free = zio_buf_free;
2444 }
2445
2446 static int
2447 zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
2448 {
2449         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2450
2451         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2452                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2453
2454         if (vd == NULL && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2455                 spa_config_exit(zio->io_spa, SCL_ZIO, zio);
2456
2457         if (zio->io_vsd != NULL) {
2458                 zio->io_vsd_ops->vsd_free(zio);
2459                 zio->io_vsd = NULL;
2460         }
2461
2462         if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2463                 zio->io_error = zio_handle_fault_injection(zio, EIO);
2464
2465         /*
2466          * If the I/O failed, determine whether we should attempt to retry it.
2467          *
2468          * On retry, we cut in line in the issue queue, since we don't want
2469          * compression/checksumming/etc. work to prevent our (cheap) IO reissue.
2470          */
2471         if (zio->io_error && vd == NULL &&
2472             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_IO_RETRY))) {
2473                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_QUEUE)); /* not a leaf */
2474                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_BYPASS));  /* not a leaf */
2475                 zio->io_error = 0;
2476                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_RETRY |
2477                     ZIO_FLAG_DONT_CACHE | ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE;
2478                 zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1;
2479                 zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE,
2480                     zio_requeue_io_start_cut_in_line);
2481                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2482         }
2483
2484         /*
2485          * If we got an error on a leaf device, convert it to ENXIO
2486          * if the device is not accessible at all.
2487          */
2488         if (zio->io_error && vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2489             !vdev_accessible(vd, zio))
2490                 zio->io_error = ENXIO;
2491
2492         /*
2493          * If we can't write to an interior vdev (mirror or RAID-Z),
2494          * set vdev_cant_write so that we stop trying to allocate from it.
2495          */
2496         if (zio->io_error == ENXIO && zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2497             vd != NULL && !vd->vdev_ops->vdev_op_leaf)
2498                 vd->vdev_cant_write = B_TRUE;
2499
2500         if (zio->io_error)
2501                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2502
2503         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2504 }
2505
2506 void
2507 zio_vdev_io_reissue(zio_t *zio)
2508 {
2509         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2510         ASSERT(zio->io_error == 0);
2511
2512         zio->io_stage >>= 1;
2513 }
2514
2515 void
2516 zio_vdev_io_redone(zio_t *zio)
2517 {
2518         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE);
2519
2520         zio->io_stage >>= 1;
2521 }
2522
2523 void
2524 zio_vdev_io_bypass(zio_t *zio)
2525 {
2526         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2527         ASSERT(zio->io_error == 0);
2528
2529         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_BYPASS;
2530         zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS >> 1;
2531 }
2532
2533 /*
2534  * ==========================================================================
2535  * Generate and verify checksums
2536  * ==========================================================================
2537  */
2538 static int
2539 zio_checksum_generate(zio_t *zio)
2540 {
2541         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2542         enum zio_checksum checksum;
2543
2544         if (bp == NULL) {
2545                 /*
2546                  * This is zio_write_phys().
2547                  * We're either generating a label checksum, or none at all.
2548                  */
2549                 checksum = zio->io_prop.zp_checksum;
2550
2551                 if (checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
2552                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2553
2554                 ASSERT(checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
2555         } else {
2556                 if (BP_IS_GANG(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG) {
2557                         ASSERT(!IO_IS_ALLOCATING(zio));
2558                         checksum = ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER;
2559                 } else {
2560                         checksum = BP_GET_CHECKSUM(bp);
2561                 }
2562         }
2563
2564         zio_checksum_compute(zio, checksum, zio->io_data, zio->io_size);
2565
2566         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2567 }
2568
2569 static int
2570 zio_checksum_verify(zio_t *zio)
2571 {
2572         zio_bad_cksum_t info;
2573         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2574         int error;
2575
2576         ASSERT(zio->io_vd != NULL);
2577
2578         if (bp == NULL) {
2579                 /*
2580                  * This is zio_read_phys().
2581                  * We're either verifying a label checksum, or nothing at all.
2582                  */
2583                 if (zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
2584                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2585
2586                 ASSERT(zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
2587         }
2588
2589         if ((error = zio_checksum_error(zio, &info)) != 0) {
2590                 zio->io_error = error;
2591                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE)) {
2592                         zfs_ereport_start_checksum(zio->io_spa,
2593                             zio->io_vd, zio, zio->io_offset,
2594                             zio->io_size, NULL, &info);
2595                 }
2596         }
2597
2598         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2599 }
2600
2601 /*
2602  * Called by RAID-Z to ensure we don't compute the checksum twice.
2603  */
2604 void
2605 zio_checksum_verified(zio_t *zio)
2606 {
2607         zio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
2608 }
2609
2610 /*
2611  * ==========================================================================
2612  * Error rank.  Error are ranked in the order 0, ENXIO, ECKSUM, EIO, other.
2613  * An error of 0 indictes success.  ENXIO indicates whole-device failure,
2614  * which may be transient (e.g. unplugged) or permament.  ECKSUM and EIO
2615  * indicate errors that are specific to one I/O, and most likely permanent.
2616  * Any other error is presumed to be worse because we weren't expecting it.
2617  * ==========================================================================
2618  */
2619 int
2620 zio_worst_error(int e1, int e2)
2621 {
2622         static int zio_error_rank[] = { 0, ENXIO, ECKSUM, EIO };
2623         int r1, r2;
2624
2625         for (r1 = 0; r1 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r1++)
2626                 if (e1 == zio_error_rank[r1])
2627                         break;
2628
2629         for (r2 = 0; r2 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r2++)
2630                 if (e2 == zio_error_rank[r2])
2631                         break;
2632
2633         return (r1 > r2 ? e1 : e2);
2634 }
2635
2636 /*
2637  * ==========================================================================
2638  * I/O completion
2639  * ==========================================================================
2640  */
2641 static int
2642 zio_ready(zio_t *zio)
2643 {
2644         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2645         zio_t *pio, *pio_next;
2646
2647         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
2648             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_READY))
2649                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2650
2651         if (zio->io_ready) {
2652                 ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
2653                 ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
2654                 ASSERT(zio->io_children[ZIO_CHILD_GANG][ZIO_WAIT_READY] == 0);
2655
2656                 zio->io_ready(zio);
2657         }
2658
2659         if (bp != NULL && bp != &zio->io_bp_copy)
2660                 zio->io_bp_copy = *bp;
2661
2662         if (zio->io_error)
2663                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2664
2665         mutex_enter(&zio->io_lock);
2666         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = 1;
2667         pio = zio_walk_parents(zio);
2668         mutex_exit(&zio->io_lock);
2669
2670         /*
2671          * As we notify zio's parents, new parents could be added.
2672          * New parents go to the head of zio's io_parent_list, however,
2673          * so we will (correctly) not notify them.  The remainder of zio's
2674          * io_parent_list, from 'pio_next' onward, cannot change because
2675          * all parents must wait for us to be done before they can be done.
2676          */
2677         for (; pio != NULL; pio = pio_next) {
2678                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
2679                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_READY);
2680         }
2681
2682         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
2683                 if (BP_IS_GANG(bp)) {
2684                         zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_NODATA;
2685                 } else {
2686                         ASSERT((uintptr_t)zio->io_data < SPA_MAXBLOCKSIZE);
2687                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
2688                 }
2689         }
2690
2691         if (zio_injection_enabled &&
2692             zio->io_spa->spa_syncing_txg == zio->io_txg)
2693                 zio_handle_ignored_writes(zio);
2694
2695         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2696 }
2697
2698 static int
2699 zio_done(zio_t *zio)
2700 {
2701         spa_t *spa = zio->io_spa;
2702         zio_t *lio = zio->io_logical;
2703         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2704         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2705         uint64_t psize = zio->io_size;
2706         zio_t *pio, *pio_next;
2707
2708         /*
2709          * If our children haven't all completed,
2710          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
2711          */
2712         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE) ||
2713             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE) ||
2714             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE) ||
2715             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_DONE))
2716                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2717
2718         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
2719                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
2720                         ASSERT(zio->io_children[c][w] == 0);
2721
2722         if (bp != NULL) {
2723                 ASSERT(bp->blk_pad[0] == 0);
2724                 ASSERT(bp->blk_pad[1] == 0);
2725                 ASSERT(bcmp(bp, &zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t)) == 0 ||
2726                     (bp == zio_unique_parent(zio)->io_bp));
2727                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE && !BP_IS_HOLE(bp) &&
2728                     zio->io_bp_override == NULL &&
2729                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)) {
2730                         ASSERT(!BP_SHOULD_BYTESWAP(bp));
2731                         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(bp));
2732                         ASSERT(BP_COUNT_GANG(bp) == 0 ||
2733                             (BP_COUNT_GANG(bp) == BP_GET_NDVAS(bp)));
2734                 }
2735         }
2736
2737         /*
2738          * If there were child vdev/gang/ddt errors, they apply to us now.
2739          */
2740         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_VDEV);
2741         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_GANG);
2742         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_DDT);
2743
2744         /*
2745          * If the I/O on the transformed data was successful, generate any
2746          * checksum reports now while we still have the transformed data.
2747          */
2748         if (zio->io_error == 0) {
2749                 while (zio->io_cksum_report != NULL) {
2750                         zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
2751                         uint64_t align = zcr->zcr_align;
2752                         uint64_t asize = P2ROUNDUP(psize, align);
2753                         char *abuf = zio->io_data;
2754
2755                         if (asize != psize) {
2756                                 abuf = zio_buf_alloc(asize);
2757                                 bcopy(zio->io_data, abuf, psize);
2758                                 bzero(abuf + psize, asize - psize);
2759                         }
2760
2761                         zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
2762                         zcr->zcr_next = NULL;
2763                         zcr->zcr_finish(zcr, abuf);
2764                         zfs_ereport_free_checksum(zcr);
2765
2766                         if (asize != psize)
2767                                 zio_buf_free(abuf, asize);
2768                 }
2769         }
2770
2771         zio_pop_transforms(zio);        /* note: may set zio->io_error */
2772
2773         vdev_stat_update(zio, psize);
2774
2775         if (zio->io_error) {
2776                 /*
2777                  * If this I/O is attached to a particular vdev,
2778                  * generate an error message describing the I/O failure
2779                  * at the block level.  We ignore these errors if the
2780                  * device is currently unavailable.
2781                  */
2782                 if (zio->io_error != ECKSUM && vd != NULL && !vdev_is_dead(vd))
2783                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO, spa, vd, zio, 0, 0);
2784
2785                 if ((zio->io_error == EIO || !(zio->io_flags &
2786                     (ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))) &&
2787                     zio == lio) {
2788                         /*
2789                          * For logical I/O requests, tell the SPA to log the
2790                          * error and generate a logical data ereport.
2791                          */
2792                         spa_log_error(spa, zio);
2793                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DATA, spa, NULL, zio,
2794                             0, 0);
2795                 }
2796         }
2797
2798         if (zio->io_error && zio == lio) {
2799                 /*
2800                  * Determine whether zio should be reexecuted.  This will
2801                  * propagate all the way to the root via zio_notify_parent().
2802                  */
2803                 ASSERT(vd == NULL && bp != NULL);
2804                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2805
2806                 if (IO_IS_ALLOCATING(zio) &&
2807                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL)) {
2808                         if (zio->io_error != ENOSPC)
2809                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_NOW;
2810                         else
2811                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
2812                 }
2813
2814                 if ((zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2815                     zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) &&
2816                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) &&
2817                     zio->io_error == ENXIO &&
2818                     spa_load_state(spa) == SPA_LOAD_NONE &&
2819                     spa_get_failmode(spa) != ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE)
2820                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
2821
2822                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL) && !zio->io_reexecute)
2823                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
2824
2825                 /*
2826                  * Here is a possibly good place to attempt to do
2827                  * either combinatorial reconstruction or error correction
2828                  * based on checksums.  It also might be a good place
2829                  * to send out preliminary ereports before we suspend
2830                  * processing.
2831                  */
2832         }
2833
2834         /*
2835          * If there were logical child errors, they apply to us now.
2836          * We defer this until now to avoid conflating logical child
2837          * errors with errors that happened to the zio itself when
2838          * updating vdev stats and reporting FMA events above.
2839          */
2840         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL);
2841
2842         if ((zio->io_error || zio->io_reexecute) &&
2843             IO_IS_ALLOCATING(zio) && zio->io_gang_leader == zio &&
2844             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE))
2845                 zio_dva_unallocate(zio, zio->io_gang_tree, bp);
2846
2847         zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
2848
2849         /*
2850          * Godfather I/Os should never suspend.
2851          */
2852         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
2853             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND))
2854                 zio->io_reexecute = 0;
2855
2856         if (zio->io_reexecute) {
2857                 /*
2858                  * This is a logical I/O that wants to reexecute.
2859                  *
2860                  * Reexecute is top-down.  When an i/o fails, if it's not
2861                  * the root, it simply notifies its parent and sticks around.
2862                  * The parent, seeing that it still has children in zio_done(),
2863                  * does the same.  This percolates all the way up to the root.
2864                  * The root i/o will reexecute or suspend the entire tree.
2865                  *
2866                  * This approach ensures that zio_reexecute() honors
2867                  * all the original i/o dependency relationships, e.g.
2868                  * parents not executing until children are ready.
2869                  */
2870                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2871
2872                 zio->io_gang_leader = NULL;
2873
2874                 mutex_enter(&zio->io_lock);
2875                 zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
2876                 mutex_exit(&zio->io_lock);
2877
2878                 /*
2879                  * "The Godfather" I/O monitors its children but is
2880                  * not a true parent to them. It will track them through
2881                  * the pipeline but severs its ties whenever they get into
2882                  * trouble (e.g. suspended). This allows "The Godfather"
2883                  * I/O to return status without blocking.
2884                  */
2885                 for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
2886                         zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
2887                         pio_next = zio_walk_parents(zio);
2888
2889                         if ((pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
2890                             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND)) {
2891                                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
2892                                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
2893                         }
2894                 }
2895
2896                 if ((pio = zio_unique_parent(zio)) != NULL) {
2897                         /*
2898                          * We're not a root i/o, so there's nothing to do
2899                          * but notify our parent.  Don't propagate errors
2900                          * upward since we haven't permanently failed yet.
2901                          */
2902                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
2903                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
2904                         zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
2905                 } else if (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND) {
2906                         /*
2907                          * We'd fail again if we reexecuted now, so suspend
2908                          * until conditions improve (e.g. device comes online).
2909                          */
2910                         zio_suspend(spa, zio);
2911                 } else {
2912                         /*
2913                          * Reexecution is potentially a huge amount of work.
2914                          * Hand it off to the otherwise-unused claim taskq.
2915                          */
2916 #ifdef _KERNEL
2917                         (void) taskq_dispatch_safe(
2918                             spa->spa_zio_taskq[ZIO_TYPE_CLAIM][ZIO_TASKQ_ISSUE],
2919                             (task_func_t *)zio_reexecute, zio, TQ_SLEEP,
2920                             &zio->io_task);
2921 #else
2922                         (void) taskq_dispatch(
2923                             spa->spa_zio_taskq[ZIO_TYPE_CLAIM][ZIO_TASKQ_ISSUE],
2924                             (task_func_t *)zio_reexecute, zio, TQ_SLEEP);
2925 #endif
2926                 }
2927                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2928         }
2929
2930         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
2931         ASSERT(zio->io_reexecute == 0);
2932         ASSERT(zio->io_error == 0 || (zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL));
2933
2934         /*
2935          * Report any checksum errors, since the I/O is complete.
2936          */
2937         while (zio->io_cksum_report != NULL) {
2938                 zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
2939                 zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
2940                 zcr->zcr_next = NULL;
2941                 zcr->zcr_finish(zcr, NULL);
2942                 zfs_ereport_free_checksum(zcr);
2943         }
2944
2945         /*
2946          * It is the responsibility of the done callback to ensure that this
2947          * particular zio is no longer discoverable for adoption, and as
2948          * such, cannot acquire any new parents.
2949          */
2950         if (zio->io_done)
2951                 zio->io_done(zio);
2952
2953         mutex_enter(&zio->io_lock);
2954         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
2955         mutex_exit(&zio->io_lock);
2956
2957         for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
2958                 zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
2959                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
2960                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
2961                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
2962         }
2963
2964         if (zio->io_waiter != NULL) {
2965                 mutex_enter(&zio->io_lock);
2966                 zio->io_executor = NULL;
2967                 cv_broadcast(&zio->io_cv);
2968                 mutex_exit(&zio->io_lock);
2969         } else {
2970                 zio_destroy(zio);
2971         }
2972
2973         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2974 }
2975
2976 /*
2977  * ==========================================================================
2978  * I/O pipeline definition
2979  * ==========================================================================
2980  */
2981 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[] = {
2982         NULL,
2983         zio_read_bp_init,
2984         zio_free_bp_init,
2985         zio_issue_async,
2986         zio_write_bp_init,
2987         zio_checksum_generate,
2988         zio_ddt_read_start,
2989         zio_ddt_read_done,
2990         zio_ddt_write,
2991         zio_ddt_free,
2992         zio_gang_assemble,
2993         zio_gang_issue,
2994         zio_dva_allocate,
2995         zio_dva_free,
2996         zio_dva_claim,
2997         zio_ready,
2998         zio_vdev_io_start,
2999         zio_vdev_io_done,
3000         zio_vdev_io_assess,
3001         zio_checksum_verify,
3002         zio_done
3003 };