]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/zio.c
MFC r305323: MFV r302991: 6950 ARC should cache compressed data
[FreeBSD/stable/10.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / zfs / zio.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2011, 2016 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2011 Nexenta Systems, Inc. All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
26  */
27
28 #include <sys/sysmacros.h>
29 #include <sys/zfs_context.h>
30 #include <sys/fm/fs/zfs.h>
31 #include <sys/spa.h>
32 #include <sys/txg.h>
33 #include <sys/spa_impl.h>
34 #include <sys/vdev_impl.h>
35 #include <sys/zio_impl.h>
36 #include <sys/zio_compress.h>
37 #include <sys/zio_checksum.h>
38 #include <sys/dmu_objset.h>
39 #include <sys/arc.h>
40 #include <sys/ddt.h>
41 #include <sys/trim_map.h>
42 #include <sys/blkptr.h>
43 #include <sys/zfeature.h>
44
45 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
46 SYSCTL_NODE(_vfs_zfs, OID_AUTO, zio, CTLFLAG_RW, 0, "ZFS ZIO");
47 #if defined(__amd64__)
48 static int zio_use_uma = 1;
49 #else
50 static int zio_use_uma = 0;
51 #endif
52 TUNABLE_INT("vfs.zfs.zio.use_uma", &zio_use_uma);
53 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, use_uma, CTLFLAG_RDTUN, &zio_use_uma, 0,
54     "Use uma(9) for ZIO allocations");
55 static int zio_exclude_metadata = 0;
56 TUNABLE_INT("vfs.zfs.zio.exclude_metadata", &zio_exclude_metadata);
57 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, exclude_metadata, CTLFLAG_RDTUN, &zio_exclude_metadata, 0,
58     "Exclude metadata buffers from dumps as well");
59
60 zio_trim_stats_t zio_trim_stats = {
61         { "bytes",              KSTAT_DATA_UINT64,
62           "Number of bytes successfully TRIMmed" },
63         { "success",            KSTAT_DATA_UINT64,
64           "Number of successful TRIM requests" },
65         { "unsupported",        KSTAT_DATA_UINT64,
66           "Number of TRIM requests that failed because TRIM is not supported" },
67         { "failed",             KSTAT_DATA_UINT64,
68           "Number of TRIM requests that failed for reasons other than not supported" },
69 };
70
71 static kstat_t *zio_trim_ksp;
72
73 /*
74  * ==========================================================================
75  * I/O type descriptions
76  * ==========================================================================
77  */
78 const char *zio_type_name[ZIO_TYPES] = {
79         "zio_null", "zio_read", "zio_write", "zio_free", "zio_claim",
80         "zio_ioctl"
81 };
82
83 /*
84  * ==========================================================================
85  * I/O kmem caches
86  * ==========================================================================
87  */
88 kmem_cache_t *zio_cache;
89 kmem_cache_t *zio_link_cache;
90 kmem_cache_t *zio_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
91 kmem_cache_t *zio_data_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
92
93 #ifdef _KERNEL
94 extern vmem_t *zio_alloc_arena;
95 #endif
96
97 #define ZIO_PIPELINE_CONTINUE           0x100
98 #define ZIO_PIPELINE_STOP               0x101
99
100 #define BP_SPANB(indblkshift, level) \
101         (((uint64_t)1) << ((level) * ((indblkshift) - SPA_BLKPTRSHIFT)))
102 #define COMPARE_META_LEVEL      0x80000000ul
103 /*
104  * The following actions directly effect the spa's sync-to-convergence logic.
105  * The values below define the sync pass when we start performing the action.
106  * Care should be taken when changing these values as they directly impact
107  * spa_sync() performance. Tuning these values may introduce subtle performance
108  * pathologies and should only be done in the context of performance analysis.
109  * These tunables will eventually be removed and replaced with #defines once
110  * enough analysis has been done to determine optimal values.
111  *
112  * The 'zfs_sync_pass_deferred_free' pass must be greater than 1 to ensure that
113  * regular blocks are not deferred.
114  */
115 int zfs_sync_pass_deferred_free = 2; /* defer frees starting in this pass */
116 TUNABLE_INT("vfs.zfs.sync_pass_deferred_free", &zfs_sync_pass_deferred_free);
117 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_deferred_free, CTLFLAG_RDTUN,
118     &zfs_sync_pass_deferred_free, 0, "defer frees starting in this pass");
119 int zfs_sync_pass_dont_compress = 5; /* don't compress starting in this pass */
120 TUNABLE_INT("vfs.zfs.sync_pass_dont_compress", &zfs_sync_pass_dont_compress);
121 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_dont_compress, CTLFLAG_RDTUN,
122     &zfs_sync_pass_dont_compress, 0, "don't compress starting in this pass");
123 int zfs_sync_pass_rewrite = 2; /* rewrite new bps starting in this pass */
124 TUNABLE_INT("vfs.zfs.sync_pass_rewrite", &zfs_sync_pass_rewrite);
125 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_rewrite, CTLFLAG_RDTUN,
126     &zfs_sync_pass_rewrite, 0, "rewrite new bps starting in this pass");
127
128 /*
129  * An allocating zio is one that either currently has the DVA allocate
130  * stage set or will have it later in its lifetime.
131  */
132 #define IO_IS_ALLOCATING(zio) ((zio)->io_orig_pipeline & ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE)
133
134 boolean_t       zio_requeue_io_start_cut_in_line = B_TRUE;
135
136 #ifdef illumos
137 #ifdef ZFS_DEBUG
138 int zio_buf_debug_limit = 16384;
139 #else
140 int zio_buf_debug_limit = 0;
141 #endif
142 #endif
143
144 void
145 zio_init(void)
146 {
147         size_t c;
148         zio_cache = kmem_cache_create("zio_cache",
149             sizeof (zio_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
150         zio_link_cache = kmem_cache_create("zio_link_cache",
151             sizeof (zio_link_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
152         if (!zio_use_uma)
153                 goto out;
154
155         /*
156          * For small buffers, we want a cache for each multiple of
157          * SPA_MINBLOCKSIZE.  For larger buffers, we want a cache
158          * for each quarter-power of 2.
159          */
160         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
161                 size_t size = (c + 1) << SPA_MINBLOCKSHIFT;
162                 size_t p2 = size;
163                 size_t align = 0;
164                 int cflags = zio_exclude_metadata ? KMC_NODEBUG : 0;
165
166                 while (!ISP2(p2))
167                         p2 &= p2 - 1;
168
169 #ifdef illumos
170 #ifndef _KERNEL
171                 /*
172                  * If we are using watchpoints, put each buffer on its own page,
173                  * to eliminate the performance overhead of trapping to the
174                  * kernel when modifying a non-watched buffer that shares the
175                  * page with a watched buffer.
176                  */
177                 if (arc_watch && !IS_P2ALIGNED(size, PAGESIZE))
178                         continue;
179 #endif
180 #endif /* illumos */
181                 if (size <= 4 * SPA_MINBLOCKSIZE) {
182                         align = SPA_MINBLOCKSIZE;
183                 } else if (IS_P2ALIGNED(size, p2 >> 2)) {
184                         align = MIN(p2 >> 2, PAGESIZE);
185                 }
186
187                 if (align != 0) {
188                         char name[36];
189                         (void) sprintf(name, "zio_buf_%lu", (ulong_t)size);
190                         zio_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
191                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, cflags);
192
193                         /*
194                          * Since zio_data bufs do not appear in crash dumps, we
195                          * pass KMC_NOTOUCH so that no allocator metadata is
196                          * stored with the buffers.
197                          */
198                         (void) sprintf(name, "zio_data_buf_%lu", (ulong_t)size);
199                         zio_data_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
200                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
201                             cflags | KMC_NOTOUCH | KMC_NODEBUG);
202                 }
203         }
204
205         while (--c != 0) {
206                 ASSERT(zio_buf_cache[c] != NULL);
207                 if (zio_buf_cache[c - 1] == NULL)
208                         zio_buf_cache[c - 1] = zio_buf_cache[c];
209
210                 ASSERT(zio_data_buf_cache[c] != NULL);
211                 if (zio_data_buf_cache[c - 1] == NULL)
212                         zio_data_buf_cache[c - 1] = zio_data_buf_cache[c];
213         }
214 out:
215
216         zio_inject_init();
217
218         zio_trim_ksp = kstat_create("zfs", 0, "zio_trim", "misc",
219             KSTAT_TYPE_NAMED,
220             sizeof(zio_trim_stats) / sizeof(kstat_named_t),
221             KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
222
223         if (zio_trim_ksp != NULL) {
224                 zio_trim_ksp->ks_data = &zio_trim_stats;
225                 kstat_install(zio_trim_ksp);
226         }
227 }
228
229 void
230 zio_fini(void)
231 {
232         size_t c;
233         kmem_cache_t *last_cache = NULL;
234         kmem_cache_t *last_data_cache = NULL;
235
236         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
237                 if (zio_buf_cache[c] != last_cache) {
238                         last_cache = zio_buf_cache[c];
239                         kmem_cache_destroy(zio_buf_cache[c]);
240                 }
241                 zio_buf_cache[c] = NULL;
242
243                 if (zio_data_buf_cache[c] != last_data_cache) {
244                         last_data_cache = zio_data_buf_cache[c];
245                         kmem_cache_destroy(zio_data_buf_cache[c]);
246                 }
247                 zio_data_buf_cache[c] = NULL;
248         }
249
250         kmem_cache_destroy(zio_link_cache);
251         kmem_cache_destroy(zio_cache);
252
253         zio_inject_fini();
254
255         if (zio_trim_ksp != NULL) {
256                 kstat_delete(zio_trim_ksp);
257                 zio_trim_ksp = NULL;
258         }
259 }
260
261 /*
262  * ==========================================================================
263  * Allocate and free I/O buffers
264  * ==========================================================================
265  */
266
267 /*
268  * Use zio_buf_alloc to allocate ZFS metadata.  This data will appear in a
269  * crashdump if the kernel panics, so use it judiciously.  Obviously, it's
270  * useful to inspect ZFS metadata, but if possible, we should avoid keeping
271  * excess / transient data in-core during a crashdump.
272  */
273 void *
274 zio_buf_alloc(size_t size)
275 {
276         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
277         int flags = zio_exclude_metadata ? KM_NODEBUG : 0;
278
279         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
280
281         if (zio_use_uma)
282                 return (kmem_cache_alloc(zio_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
283         else
284                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP|flags));
285 }
286
287 /*
288  * Use zio_data_buf_alloc to allocate data.  The data will not appear in a
289  * crashdump if the kernel panics.  This exists so that we will limit the amount
290  * of ZFS data that shows up in a kernel crashdump.  (Thus reducing the amount
291  * of kernel heap dumped to disk when the kernel panics)
292  */
293 void *
294 zio_data_buf_alloc(size_t size)
295 {
296         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
297
298         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
299
300         if (zio_use_uma)
301                 return (kmem_cache_alloc(zio_data_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
302         else
303                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP | KM_NODEBUG));
304 }
305
306 void
307 zio_buf_free(void *buf, size_t size)
308 {
309         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
310
311         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
312
313         if (zio_use_uma)
314                 kmem_cache_free(zio_buf_cache[c], buf);
315         else
316                 kmem_free(buf, size);
317 }
318
319 void
320 zio_data_buf_free(void *buf, size_t size)
321 {
322         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
323
324         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
325
326         if (zio_use_uma)
327                 kmem_cache_free(zio_data_buf_cache[c], buf);
328         else
329                 kmem_free(buf, size);
330 }
331
332 /*
333  * ==========================================================================
334  * Push and pop I/O transform buffers
335  * ==========================================================================
336  */
337 void
338 zio_push_transform(zio_t *zio, void *data, uint64_t size, uint64_t bufsize,
339     zio_transform_func_t *transform)
340 {
341         zio_transform_t *zt = kmem_alloc(sizeof (zio_transform_t), KM_SLEEP);
342
343         zt->zt_orig_data = zio->io_data;
344         zt->zt_orig_size = zio->io_size;
345         zt->zt_bufsize = bufsize;
346         zt->zt_transform = transform;
347
348         zt->zt_next = zio->io_transform_stack;
349         zio->io_transform_stack = zt;
350
351         zio->io_data = data;
352         zio->io_size = size;
353 }
354
355 void
356 zio_pop_transforms(zio_t *zio)
357 {
358         zio_transform_t *zt;
359
360         while ((zt = zio->io_transform_stack) != NULL) {
361                 if (zt->zt_transform != NULL)
362                         zt->zt_transform(zio,
363                             zt->zt_orig_data, zt->zt_orig_size);
364
365                 if (zt->zt_bufsize != 0)
366                         zio_buf_free(zio->io_data, zt->zt_bufsize);
367
368                 zio->io_data = zt->zt_orig_data;
369                 zio->io_size = zt->zt_orig_size;
370                 zio->io_transform_stack = zt->zt_next;
371
372                 kmem_free(zt, sizeof (zio_transform_t));
373         }
374 }
375
376 /*
377  * ==========================================================================
378  * I/O transform callbacks for subblocks and decompression
379  * ==========================================================================
380  */
381 static void
382 zio_subblock(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
383 {
384         ASSERT(zio->io_size > size);
385
386         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
387                 bcopy(zio->io_data, data, size);
388 }
389
390 static void
391 zio_decompress(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
392 {
393         if (zio->io_error == 0 &&
394             zio_decompress_data(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp),
395             zio->io_data, data, zio->io_size, size) != 0)
396                 zio->io_error = SET_ERROR(EIO);
397 }
398
399 /*
400  * ==========================================================================
401  * I/O parent/child relationships and pipeline interlocks
402  * ==========================================================================
403  */
404 /*
405  * NOTE - Callers to zio_walk_parents() and zio_walk_children must
406  *        continue calling these functions until they return NULL.
407  *        Otherwise, the next caller will pick up the list walk in
408  *        some indeterminate state.  (Otherwise every caller would
409  *        have to pass in a cookie to keep the state represented by
410  *        io_walk_link, which gets annoying.)
411  */
412 zio_t *
413 zio_walk_parents(zio_t *cio)
414 {
415         zio_link_t *zl = cio->io_walk_link;
416         list_t *pl = &cio->io_parent_list;
417
418         zl = (zl == NULL) ? list_head(pl) : list_next(pl, zl);
419         cio->io_walk_link = zl;
420
421         if (zl == NULL)
422                 return (NULL);
423
424         ASSERT(zl->zl_child == cio);
425         return (zl->zl_parent);
426 }
427
428 zio_t *
429 zio_walk_children(zio_t *pio)
430 {
431         zio_link_t *zl = pio->io_walk_link;
432         list_t *cl = &pio->io_child_list;
433
434         zl = (zl == NULL) ? list_head(cl) : list_next(cl, zl);
435         pio->io_walk_link = zl;
436
437         if (zl == NULL)
438                 return (NULL);
439
440         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
441         return (zl->zl_child);
442 }
443
444 zio_t *
445 zio_unique_parent(zio_t *cio)
446 {
447         zio_t *pio = zio_walk_parents(cio);
448
449         VERIFY(zio_walk_parents(cio) == NULL);
450         return (pio);
451 }
452
453 void
454 zio_add_child(zio_t *pio, zio_t *cio)
455 {
456         zio_link_t *zl = kmem_cache_alloc(zio_link_cache, KM_SLEEP);
457
458         /*
459          * Logical I/Os can have logical, gang, or vdev children.
460          * Gang I/Os can have gang or vdev children.
461          * Vdev I/Os can only have vdev children.
462          * The following ASSERT captures all of these constraints.
463          */
464         ASSERT(cio->io_child_type <= pio->io_child_type);
465
466         zl->zl_parent = pio;
467         zl->zl_child = cio;
468
469         mutex_enter(&cio->io_lock);
470         mutex_enter(&pio->io_lock);
471
472         ASSERT(pio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] == 0);
473
474         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
475                 pio->io_children[cio->io_child_type][w] += !cio->io_state[w];
476
477         list_insert_head(&pio->io_child_list, zl);
478         list_insert_head(&cio->io_parent_list, zl);
479
480         pio->io_child_count++;
481         cio->io_parent_count++;
482
483         mutex_exit(&pio->io_lock);
484         mutex_exit(&cio->io_lock);
485 }
486
487 static void
488 zio_remove_child(zio_t *pio, zio_t *cio, zio_link_t *zl)
489 {
490         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
491         ASSERT(zl->zl_child == cio);
492
493         mutex_enter(&cio->io_lock);
494         mutex_enter(&pio->io_lock);
495
496         list_remove(&pio->io_child_list, zl);
497         list_remove(&cio->io_parent_list, zl);
498
499         pio->io_child_count--;
500         cio->io_parent_count--;
501
502         mutex_exit(&pio->io_lock);
503         mutex_exit(&cio->io_lock);
504
505         kmem_cache_free(zio_link_cache, zl);
506 }
507
508 static boolean_t
509 zio_wait_for_children(zio_t *zio, enum zio_child child, enum zio_wait_type wait)
510 {
511         uint64_t *countp = &zio->io_children[child][wait];
512         boolean_t waiting = B_FALSE;
513
514         mutex_enter(&zio->io_lock);
515         ASSERT(zio->io_stall == NULL);
516         if (*countp != 0) {
517                 zio->io_stage >>= 1;
518                 zio->io_stall = countp;
519                 waiting = B_TRUE;
520         }
521         mutex_exit(&zio->io_lock);
522
523         return (waiting);
524 }
525
526 static void
527 zio_notify_parent(zio_t *pio, zio_t *zio, enum zio_wait_type wait)
528 {
529         uint64_t *countp = &pio->io_children[zio->io_child_type][wait];
530         int *errorp = &pio->io_child_error[zio->io_child_type];
531
532         mutex_enter(&pio->io_lock);
533         if (zio->io_error && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))
534                 *errorp = zio_worst_error(*errorp, zio->io_error);
535         pio->io_reexecute |= zio->io_reexecute;
536         ASSERT3U(*countp, >, 0);
537
538         (*countp)--;
539
540         if (*countp == 0 && pio->io_stall == countp) {
541                 pio->io_stall = NULL;
542                 mutex_exit(&pio->io_lock);
543                 zio_execute(pio);
544         } else {
545                 mutex_exit(&pio->io_lock);
546         }
547 }
548
549 static void
550 zio_inherit_child_errors(zio_t *zio, enum zio_child c)
551 {
552         if (zio->io_child_error[c] != 0 && zio->io_error == 0)
553                 zio->io_error = zio->io_child_error[c];
554 }
555
556 /*
557  * ==========================================================================
558  * Create the various types of I/O (read, write, free, etc)
559  * ==========================================================================
560  */
561 static zio_t *
562 zio_create(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
563     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
564     zio_type_t type, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
565     vdev_t *vd, uint64_t offset, const zbookmark_phys_t *zb,
566     enum zio_stage stage, enum zio_stage pipeline)
567 {
568         zio_t *zio;
569
570         ASSERT3U(type == ZIO_TYPE_FREE || size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
571         ASSERT(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
572         ASSERT(P2PHASE(offset, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
573
574         ASSERT(!vd || spa_config_held(spa, SCL_STATE_ALL, RW_READER));
575         ASSERT(!bp || !(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER));
576         ASSERT(vd || stage == ZIO_STAGE_OPEN);
577
578         zio = kmem_cache_alloc(zio_cache, KM_SLEEP);
579         bzero(zio, sizeof (zio_t));
580
581         mutex_init(&zio->io_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
582         cv_init(&zio->io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
583
584         list_create(&zio->io_parent_list, sizeof (zio_link_t),
585             offsetof(zio_link_t, zl_parent_node));
586         list_create(&zio->io_child_list, sizeof (zio_link_t),
587             offsetof(zio_link_t, zl_child_node));
588
589         if (vd != NULL)
590                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_VDEV;
591         else if (flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD)
592                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_GANG;
593         else if (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD)
594                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_DDT;
595         else
596                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_LOGICAL;
597
598         if (bp != NULL) {
599                 zio->io_bp = (blkptr_t *)bp;
600                 zio->io_bp_copy = *bp;
601                 zio->io_bp_orig = *bp;
602                 if (type != ZIO_TYPE_WRITE ||
603                     zio->io_child_type == ZIO_CHILD_DDT)
604                         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;  /* so caller can free */
605                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
606                         zio->io_logical = zio;
607                 if (zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG && BP_IS_GANG(bp))
608                         pipeline |= ZIO_GANG_STAGES;
609         }
610
611         zio->io_spa = spa;
612         zio->io_txg = txg;
613         zio->io_done = done;
614         zio->io_private = private;
615         zio->io_type = type;
616         zio->io_priority = priority;
617         zio->io_vd = vd;
618         zio->io_offset = offset;
619         zio->io_orig_data = zio->io_data = data;
620         zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
621         zio->io_orig_flags = zio->io_flags = flags;
622         zio->io_orig_stage = zio->io_stage = stage;
623         zio->io_orig_pipeline = zio->io_pipeline = pipeline;
624
625         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = (stage >= ZIO_STAGE_READY);
626         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = (stage >= ZIO_STAGE_DONE);
627
628         if (zb != NULL)
629                 zio->io_bookmark = *zb;
630
631         if (pio != NULL) {
632                 if (zio->io_logical == NULL)
633                         zio->io_logical = pio->io_logical;
634                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG)
635                         zio->io_gang_leader = pio->io_gang_leader;
636                 zio_add_child(pio, zio);
637         }
638
639         return (zio);
640 }
641
642 static void
643 zio_destroy(zio_t *zio)
644 {
645         list_destroy(&zio->io_parent_list);
646         list_destroy(&zio->io_child_list);
647         mutex_destroy(&zio->io_lock);
648         cv_destroy(&zio->io_cv);
649         kmem_cache_free(zio_cache, zio);
650 }
651
652 zio_t *
653 zio_null(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, zio_done_func_t *done,
654     void *private, enum zio_flag flags)
655 {
656         zio_t *zio;
657
658         zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
659             ZIO_TYPE_NULL, ZIO_PRIORITY_NOW, flags, vd, 0, NULL,
660             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_INTERLOCK_PIPELINE);
661
662         return (zio);
663 }
664
665 zio_t *
666 zio_root(spa_t *spa, zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
667 {
668         return (zio_null(NULL, spa, NULL, done, private, flags));
669 }
670
671 void
672 zfs_blkptr_verify(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
673 {
674         if (!DMU_OT_IS_VALID(BP_GET_TYPE(bp))) {
675                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid TYPE %llu",
676                     bp, (longlong_t)BP_GET_TYPE(bp));
677         }
678         if (BP_GET_CHECKSUM(bp) >= ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS ||
679             BP_GET_CHECKSUM(bp) <= ZIO_CHECKSUM_ON) {
680                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid CHECKSUM %llu",
681                     bp, (longlong_t)BP_GET_CHECKSUM(bp));
682         }
683         if (BP_GET_COMPRESS(bp) >= ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS ||
684             BP_GET_COMPRESS(bp) <= ZIO_COMPRESS_ON) {
685                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid COMPRESS %llu",
686                     bp, (longlong_t)BP_GET_COMPRESS(bp));
687         }
688         if (BP_GET_LSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
689                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid LSIZE %llu",
690                     bp, (longlong_t)BP_GET_LSIZE(bp));
691         }
692         if (BP_GET_PSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
693                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid PSIZE %llu",
694                     bp, (longlong_t)BP_GET_PSIZE(bp));
695         }
696
697         if (BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
698                 if (BPE_GET_ETYPE(bp) > NUM_BP_EMBEDDED_TYPES) {
699                         zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid ETYPE %llu",
700                             bp, (longlong_t)BPE_GET_ETYPE(bp));
701                 }
702         }
703
704         /*
705          * Pool-specific checks.
706          *
707          * Note: it would be nice to verify that the blk_birth and
708          * BP_PHYSICAL_BIRTH() are not too large.  However, spa_freeze()
709          * allows the birth time of log blocks (and dmu_sync()-ed blocks
710          * that are in the log) to be arbitrarily large.
711          */
712         for (int i = 0; i < BP_GET_NDVAS(bp); i++) {
713                 uint64_t vdevid = DVA_GET_VDEV(&bp->blk_dva[i]);
714                 if (vdevid >= spa->spa_root_vdev->vdev_children) {
715                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
716                             "VDEV %llu",
717                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
718                         continue;
719                 }
720                 vdev_t *vd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[vdevid];
721                 if (vd == NULL) {
722                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
723                             "VDEV %llu",
724                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
725                         continue;
726                 }
727                 if (vd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
728                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has hole "
729                             "VDEV %llu",
730                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
731                         continue;
732                 }
733                 if (vd->vdev_ops == &vdev_missing_ops) {
734                         /*
735                          * "missing" vdevs are valid during import, but we
736                          * don't have their detailed info (e.g. asize), so
737                          * we can't perform any more checks on them.
738                          */
739                         continue;
740                 }
741                 uint64_t offset = DVA_GET_OFFSET(&bp->blk_dva[i]);
742                 uint64_t asize = DVA_GET_ASIZE(&bp->blk_dva[i]);
743                 if (BP_IS_GANG(bp))
744                         asize = vdev_psize_to_asize(vd, SPA_GANGBLOCKSIZE);
745                 if (offset + asize > vd->vdev_asize) {
746                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
747                             "OFFSET %llu",
748                             bp, i, (longlong_t)offset);
749                 }
750         }
751 }
752
753 zio_t *
754 zio_read(zio_t *pio, spa_t *spa, const blkptr_t *bp,
755     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
756     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_phys_t *zb)
757 {
758         zio_t *zio;
759
760         zfs_blkptr_verify(spa, bp);
761
762         zio = zio_create(pio, spa, BP_PHYSICAL_BIRTH(bp), bp,
763             data, size, done, private,
764             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, NULL, 0, zb,
765             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
766             ZIO_DDT_CHILD_READ_PIPELINE : ZIO_READ_PIPELINE);
767
768         return (zio);
769 }
770
771 zio_t *
772 zio_write(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp,
773     void *data, uint64_t size, const zio_prop_t *zp,
774     zio_done_func_t *ready, zio_done_func_t *children_ready,
775     zio_done_func_t *physdone, zio_done_func_t *done,
776     void *private, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
777     const zbookmark_phys_t *zb)
778 {
779         zio_t *zio;
780
781         ASSERT(zp->zp_checksum >= ZIO_CHECKSUM_OFF &&
782             zp->zp_checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS &&
783             zp->zp_compress >= ZIO_COMPRESS_OFF &&
784             zp->zp_compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS &&
785             DMU_OT_IS_VALID(zp->zp_type) &&
786             zp->zp_level < 32 &&
787             zp->zp_copies > 0 &&
788             zp->zp_copies <= spa_max_replication(spa));
789
790         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
791             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
792             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
793             ZIO_DDT_CHILD_WRITE_PIPELINE : ZIO_WRITE_PIPELINE);
794
795         zio->io_ready = ready;
796         zio->io_children_ready = children_ready;
797         zio->io_physdone = physdone;
798         zio->io_prop = *zp;
799
800         /*
801          * Data can be NULL if we are going to call zio_write_override() to
802          * provide the already-allocated BP.  But we may need the data to
803          * verify a dedup hit (if requested).  In this case, don't try to
804          * dedup (just take the already-allocated BP verbatim).
805          */
806         if (data == NULL && zio->io_prop.zp_dedup_verify) {
807                 zio->io_prop.zp_dedup = zio->io_prop.zp_dedup_verify = B_FALSE;
808         }
809
810         return (zio);
811 }
812
813 zio_t *
814 zio_rewrite(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp, void *data,
815     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
816     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, zbookmark_phys_t *zb)
817 {
818         zio_t *zio;
819
820         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
821             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
822             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_REWRITE_PIPELINE);
823
824         return (zio);
825 }
826
827 void
828 zio_write_override(zio_t *zio, blkptr_t *bp, int copies, boolean_t nopwrite)
829 {
830         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
831         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
832         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
833         ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(zio->io_spa));
834
835         /*
836          * We must reset the io_prop to match the values that existed
837          * when the bp was first written by dmu_sync() keeping in mind
838          * that nopwrite and dedup are mutually exclusive.
839          */
840         zio->io_prop.zp_dedup = nopwrite ? B_FALSE : zio->io_prop.zp_dedup;
841         zio->io_prop.zp_nopwrite = nopwrite;
842         zio->io_prop.zp_copies = copies;
843         zio->io_bp_override = bp;
844 }
845
846 void
847 zio_free(spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp)
848 {
849
850         /*
851          * The check for EMBEDDED is a performance optimization.  We
852          * process the free here (by ignoring it) rather than
853          * putting it on the list and then processing it in zio_free_sync().
854          */
855         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
856                 return;
857         metaslab_check_free(spa, bp);
858
859         /*
860          * Frees that are for the currently-syncing txg, are not going to be
861          * deferred, and which will not need to do a read (i.e. not GANG or
862          * DEDUP), can be processed immediately.  Otherwise, put them on the
863          * in-memory list for later processing.
864          */
865         if (zfs_trim_enabled || BP_IS_GANG(bp) || BP_GET_DEDUP(bp) ||
866             txg != spa->spa_syncing_txg ||
867             spa_sync_pass(spa) >= zfs_sync_pass_deferred_free) {
868                 bplist_append(&spa->spa_free_bplist[txg & TXG_MASK], bp);
869         } else {
870                 VERIFY0(zio_wait(zio_free_sync(NULL, spa, txg, bp,
871                     BP_GET_PSIZE(bp), 0)));
872         }
873 }
874
875 zio_t *
876 zio_free_sync(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
877     uint64_t size, enum zio_flag flags)
878 {
879         zio_t *zio;
880         enum zio_stage stage = ZIO_FREE_PIPELINE;
881
882         ASSERT(!BP_IS_HOLE(bp));
883         ASSERT(spa_syncing_txg(spa) == txg);
884         ASSERT(spa_sync_pass(spa) < zfs_sync_pass_deferred_free);
885
886         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
887                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
888
889         metaslab_check_free(spa, bp);
890         arc_freed(spa, bp);
891
892         if (zfs_trim_enabled)
893                 stage |= ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC | ZIO_STAGE_VDEV_IO_START |
894                     ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS;
895         /*
896          * GANG and DEDUP blocks can induce a read (for the gang block header,
897          * or the DDT), so issue them asynchronously so that this thread is
898          * not tied up.
899          */
900         else if (BP_IS_GANG(bp) || BP_GET_DEDUP(bp))
901                 stage |= ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC;
902
903         flags |= ZIO_FLAG_DONT_QUEUE;
904
905         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, size,
906             NULL, NULL, ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
907             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, stage);
908
909         return (zio);
910 }
911
912 zio_t *
913 zio_claim(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
914     zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
915 {
916         zio_t *zio;
917
918         dprintf_bp(bp, "claiming in txg %llu", txg);
919
920         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
921                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
922
923         /*
924          * A claim is an allocation of a specific block.  Claims are needed
925          * to support immediate writes in the intent log.  The issue is that
926          * immediate writes contain committed data, but in a txg that was
927          * *not* committed.  Upon opening the pool after an unclean shutdown,
928          * the intent log claims all blocks that contain immediate write data
929          * so that the SPA knows they're in use.
930          *
931          * All claims *must* be resolved in the first txg -- before the SPA
932          * starts allocating blocks -- so that nothing is allocated twice.
933          * If txg == 0 we just verify that the block is claimable.
934          */
935         ASSERT3U(spa->spa_uberblock.ub_rootbp.blk_birth, <, spa_first_txg(spa));
936         ASSERT(txg == spa_first_txg(spa) || txg == 0);
937         ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp) || !spa_writeable(spa));       /* zdb(1M) */
938
939         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
940             done, private, ZIO_TYPE_CLAIM, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
941             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_CLAIM_PIPELINE);
942
943         return (zio);
944 }
945
946 zio_t *
947 zio_ioctl(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, int cmd, uint64_t offset,
948     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
949     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags)
950 {
951         zio_t *zio;
952         int c;
953
954         if (vd->vdev_children == 0) {
955                 zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, size, done, private,
956                     ZIO_TYPE_IOCTL, priority, flags, vd, offset, NULL,
957                     ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_IOCTL_PIPELINE);
958
959                 zio->io_cmd = cmd;
960         } else {
961                 zio = zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, flags);
962
963                 for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
964                         zio_nowait(zio_ioctl(zio, spa, vd->vdev_child[c], cmd,
965                             offset, size, done, private, priority, flags));
966         }
967
968         return (zio);
969 }
970
971 zio_t *
972 zio_read_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
973     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
974     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
975 {
976         zio_t *zio;
977
978         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
979         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
980             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
981         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
982
983         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
984             ZIO_TYPE_READ, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd, offset,
985             NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_READ_PHYS_PIPELINE);
986
987         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
988
989         return (zio);
990 }
991
992 zio_t *
993 zio_write_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
994     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
995     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
996 {
997         zio_t *zio;
998
999         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
1000         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
1001             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
1002         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
1003
1004         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
1005             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd, offset,
1006             NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_WRITE_PHYS_PIPELINE);
1007
1008         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
1009
1010         if (zio_checksum_table[checksum].ci_flags & ZCHECKSUM_FLAG_EMBEDDED) {
1011                 /*
1012                  * zec checksums are necessarily destructive -- they modify
1013                  * the end of the write buffer to hold the verifier/checksum.
1014                  * Therefore, we must make a local copy in case the data is
1015                  * being written to multiple places in parallel.
1016                  */
1017                 void *wbuf = zio_buf_alloc(size);
1018                 bcopy(data, wbuf, size);
1019                 zio_push_transform(zio, wbuf, size, size, NULL);
1020         }
1021
1022         return (zio);
1023 }
1024
1025 /*
1026  * Create a child I/O to do some work for us.
1027  */
1028 zio_t *
1029 zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
1030     void *data, uint64_t size, int type, zio_priority_t priority,
1031     enum zio_flag flags, zio_done_func_t *done, void *private)
1032 {
1033         enum zio_stage pipeline = ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE;
1034         zio_t *zio;
1035
1036         ASSERT(vd->vdev_parent ==
1037             (pio->io_vd ? pio->io_vd : pio->io_spa->spa_root_vdev));
1038
1039         if (type == ZIO_TYPE_READ && bp != NULL) {
1040                 /*
1041                  * If we have the bp, then the child should perform the
1042                  * checksum and the parent need not.  This pushes error
1043                  * detection as close to the leaves as possible and
1044                  * eliminates redundant checksums in the interior nodes.
1045                  */
1046                 pipeline |= ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1047                 pio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1048         }
1049
1050         /* Not all IO types require vdev io done stage e.g. free */
1051         if (!(pio->io_pipeline & ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE))
1052                 pipeline &= ~ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE;
1053
1054         if (vd->vdev_children == 0)
1055                 offset += VDEV_LABEL_START_SIZE;
1056
1057         flags |= ZIO_VDEV_CHILD_FLAGS(pio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
1058
1059         /*
1060          * If we've decided to do a repair, the write is not speculative --
1061          * even if the original read was.
1062          */
1063         if (flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)
1064                 flags &= ~ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
1065
1066         zio = zio_create(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp, data, size,
1067             done, private, type, priority, flags, vd, offset, &pio->io_bookmark,
1068             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, pipeline);
1069
1070         zio->io_physdone = pio->io_physdone;
1071         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && zio->io_logical != NULL)
1072                 zio->io_logical->io_phys_children++;
1073
1074         return (zio);
1075 }
1076
1077 zio_t *
1078 zio_vdev_delegated_io(vdev_t *vd, uint64_t offset, void *data, uint64_t size,
1079     int type, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
1080     zio_done_func_t *done, void *private)
1081 {
1082         zio_t *zio;
1083
1084         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1085
1086         zio = zio_create(NULL, vd->vdev_spa, 0, NULL,
1087             data, size, done, private, type, priority,
1088             flags | ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_DELEGATED,
1089             vd, offset, NULL,
1090             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE);
1091
1092         return (zio);
1093 }
1094
1095 void
1096 zio_flush(zio_t *zio, vdev_t *vd)
1097 {
1098         zio_nowait(zio_ioctl(zio, zio->io_spa, vd, DKIOCFLUSHWRITECACHE, 0, 0,
1099             NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_NOW,
1100             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY));
1101 }
1102
1103 zio_t *
1104 zio_trim(zio_t *zio, spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size)
1105 {
1106
1107         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1108
1109         return (zio_create(zio, spa, 0, NULL, NULL, size, NULL, NULL,
1110             ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_TRIM, ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE |
1111             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY,
1112             vd, offset, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_FREE_PHYS_PIPELINE));
1113 }
1114
1115 void
1116 zio_shrink(zio_t *zio, uint64_t size)
1117 {
1118         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1119         ASSERT(zio->io_orig_size == zio->io_size);
1120         ASSERT(size <= zio->io_size);
1121
1122         /*
1123          * We don't shrink for raidz because of problems with the
1124          * reconstruction when reading back less than the block size.
1125          * Note, BP_IS_RAIDZ() assumes no compression.
1126          */
1127         ASSERT(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp) == ZIO_COMPRESS_OFF);
1128         if (!BP_IS_RAIDZ(zio->io_bp))
1129                 zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
1130 }
1131
1132 /*
1133  * ==========================================================================
1134  * Prepare to read and write logical blocks
1135  * ==========================================================================
1136  */
1137
1138 static int
1139 zio_read_bp_init(zio_t *zio)
1140 {
1141         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1142
1143         if (BP_GET_COMPRESS(bp) != ZIO_COMPRESS_OFF &&
1144             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1145             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW)) {
1146                 uint64_t psize =
1147                     BP_IS_EMBEDDED(bp) ? BPE_GET_PSIZE(bp) : BP_GET_PSIZE(bp);
1148                 void *cbuf = zio_buf_alloc(psize);
1149
1150                 zio_push_transform(zio, cbuf, psize, psize, zio_decompress);
1151         }
1152
1153         if (BP_IS_EMBEDDED(bp) && BPE_GET_ETYPE(bp) == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1154                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1155                 decode_embedded_bp_compressed(bp, zio->io_data);
1156         } else {
1157                 ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
1158         }
1159
1160         if (!DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) && BP_GET_LEVEL(bp) == 0)
1161                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1162
1163         if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_DDT_ZAP)
1164                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1165
1166         if (BP_GET_DEDUP(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
1167                 zio->io_pipeline = ZIO_DDT_READ_PIPELINE;
1168
1169         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1170 }
1171
1172 static int
1173 zio_write_bp_init(zio_t *zio)
1174 {
1175         spa_t *spa = zio->io_spa;
1176         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
1177         enum zio_compress compress = zp->zp_compress;
1178         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1179         uint64_t lsize = zio->io_size;
1180         uint64_t psize = lsize;
1181         int pass = 1;
1182
1183         /*
1184          * If our children haven't all reached the ready stage,
1185          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
1186          */
1187         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
1188             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_READY))
1189                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1190
1191         if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
1192                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1193
1194         if (zio->io_children_ready != NULL) {
1195                 /*
1196                  * Now that all our children are ready, run the callback
1197                  * associated with this zio in case it wants to modify the
1198                  * data to be written.
1199                  */
1200                 ASSERT3U(zp->zp_level, >, 0);
1201                 zio->io_children_ready(zio);
1202         }
1203
1204         ASSERT(zio->io_child_type != ZIO_CHILD_DDT);
1205
1206         if (zio->io_bp_override) {
1207                 ASSERT(bp->blk_birth != zio->io_txg);
1208                 ASSERT(BP_GET_DEDUP(zio->io_bp_override) == 0);
1209
1210                 *bp = *zio->io_bp_override;
1211                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1212
1213                 if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
1214                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1215
1216                 /*
1217                  * If we've been overridden and nopwrite is set then
1218                  * set the flag accordingly to indicate that a nopwrite
1219                  * has already occurred.
1220                  */
1221                 if (!BP_IS_HOLE(bp) && zp->zp_nopwrite) {
1222                         ASSERT(!zp->zp_dedup);
1223                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
1224                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1225                 }
1226
1227                 ASSERT(!zp->zp_nopwrite);
1228
1229                 if (BP_IS_HOLE(bp) || !zp->zp_dedup)
1230                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1231
1232                 ASSERT((zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_flags &
1233                     ZCHECKSUM_FLAG_DEDUP) || zp->zp_dedup_verify);
1234
1235                 if (BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum) {
1236                         BP_SET_DEDUP(bp, 1);
1237                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_DDT_WRITE;
1238                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1239                 }
1240                 zio->io_bp_override = NULL;
1241                 BP_ZERO(bp);
1242         }
1243
1244         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg) {
1245                 /*
1246                  * We're rewriting an existing block, which means we're
1247                  * working on behalf of spa_sync().  For spa_sync() to
1248                  * converge, it must eventually be the case that we don't
1249                  * have to allocate new blocks.  But compression changes
1250                  * the blocksize, which forces a reallocate, and makes
1251                  * convergence take longer.  Therefore, after the first
1252                  * few passes, stop compressing to ensure convergence.
1253                  */
1254                 pass = spa_sync_pass(spa);
1255
1256                 ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(spa));
1257                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1258                 ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp));
1259
1260                 if (pass >= zfs_sync_pass_dont_compress)
1261                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1262
1263                 /* Make sure someone doesn't change their mind on overwrites */
1264                 ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp) || MIN(zp->zp_copies + BP_IS_GANG(bp),
1265                     spa_max_replication(spa)) == BP_GET_NDVAS(bp));
1266         }
1267
1268         if (compress != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1269                 void *cbuf = zio_buf_alloc(lsize);
1270                 psize = zio_compress_data(compress, zio->io_data, cbuf, lsize);
1271                 if (psize == 0 || psize == lsize) {
1272                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1273                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1274                 } else if (!zp->zp_dedup && psize <= BPE_PAYLOAD_SIZE &&
1275                     zp->zp_level == 0 && !DMU_OT_HAS_FILL(zp->zp_type) &&
1276                     spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA)) {
1277                         encode_embedded_bp_compressed(bp,
1278                             cbuf, compress, lsize, psize);
1279                         BPE_SET_ETYPE(bp, BP_EMBEDDED_TYPE_DATA);
1280                         BP_SET_TYPE(bp, zio->io_prop.zp_type);
1281                         BP_SET_LEVEL(bp, zio->io_prop.zp_level);
1282                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1283                         bp->blk_birth = zio->io_txg;
1284                         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1285                         ASSERT(spa_feature_is_active(spa,
1286                             SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1287                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1288                 } else {
1289                         /*
1290                          * Round up compressed size up to the ashift
1291                          * of the smallest-ashift device, and zero the tail.
1292                          * This ensures that the compressed size of the BP
1293                          * (and thus compressratio property) are correct,
1294                          * in that we charge for the padding used to fill out
1295                          * the last sector.
1296                          */
1297                         ASSERT3U(spa->spa_min_ashift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
1298                         size_t rounded = (size_t)P2ROUNDUP(psize,
1299                             1ULL << spa->spa_min_ashift);
1300                         if (rounded >= lsize) {
1301                                 compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1302                                 zio_buf_free(cbuf, lsize);
1303                                 psize = lsize;
1304                         } else {
1305                                 bzero((char *)cbuf + psize, rounded - psize);
1306                                 psize = rounded;
1307                                 zio_push_transform(zio, cbuf,
1308                                     psize, lsize, NULL);
1309                         }
1310                 }
1311         }
1312
1313         /*
1314          * The final pass of spa_sync() must be all rewrites, but the first
1315          * few passes offer a trade-off: allocating blocks defers convergence,
1316          * but newly allocated blocks are sequential, so they can be written
1317          * to disk faster.  Therefore, we allow the first few passes of
1318          * spa_sync() to allocate new blocks, but force rewrites after that.
1319          * There should only be a handful of blocks after pass 1 in any case.
1320          */
1321         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg &&
1322             BP_GET_PSIZE(bp) == psize &&
1323             pass >= zfs_sync_pass_rewrite) {
1324                 ASSERT(psize != 0);
1325                 enum zio_stage gang_stages = zio->io_pipeline & ZIO_GANG_STAGES;
1326                 zio->io_pipeline = ZIO_REWRITE_PIPELINE | gang_stages;
1327                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_REWRITE;
1328         } else {
1329                 BP_ZERO(bp);
1330                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
1331         }
1332
1333         if (psize == 0) {
1334                 if (zio->io_bp_orig.blk_birth != 0 &&
1335                     spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_HOLE_BIRTH)) {
1336                         BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1337                         BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1338                         BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1339                         BP_SET_BIRTH(bp, zio->io_txg, 0);
1340                 }
1341                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1342         } else {
1343                 ASSERT(zp->zp_checksum != ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER);
1344                 BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1345                 BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1346                 BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1347                 BP_SET_PSIZE(bp, psize);
1348                 BP_SET_COMPRESS(bp, compress);
1349                 BP_SET_CHECKSUM(bp, zp->zp_checksum);
1350                 BP_SET_DEDUP(bp, zp->zp_dedup);
1351                 BP_SET_BYTEORDER(bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
1352                 if (zp->zp_dedup) {
1353                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1354                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1355                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_WRITE_PIPELINE;
1356                 }
1357                 if (zp->zp_nopwrite) {
1358                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1359                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1360                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_NOP_WRITE;
1361                 }
1362         }
1363
1364         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1365 }
1366
1367 static int
1368 zio_free_bp_init(zio_t *zio)
1369 {
1370         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1371
1372         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL) {
1373                 if (BP_GET_DEDUP(bp))
1374                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_FREE_PIPELINE;
1375         }
1376
1377         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1378 }
1379
1380 /*
1381  * ==========================================================================
1382  * Execute the I/O pipeline
1383  * ==========================================================================
1384  */
1385
1386 static void
1387 zio_taskq_dispatch(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q, boolean_t cutinline)
1388 {
1389         spa_t *spa = zio->io_spa;
1390         zio_type_t t = zio->io_type;
1391         int flags = (cutinline ? TQ_FRONT : 0);
1392
1393         ASSERT(q == ZIO_TASKQ_ISSUE || q == ZIO_TASKQ_INTERRUPT);
1394
1395         /*
1396          * If we're a config writer or a probe, the normal issue and
1397          * interrupt threads may all be blocked waiting for the config lock.
1398          * In this case, select the otherwise-unused taskq for ZIO_TYPE_NULL.
1399          */
1400         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_PROBE))
1401                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1402
1403         /*
1404          * A similar issue exists for the L2ARC write thread until L2ARC 2.0.
1405          */
1406         if (t == ZIO_TYPE_WRITE && zio->io_vd && zio->io_vd->vdev_aux)
1407                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1408
1409         /*
1410          * If this is a high priority I/O, then use the high priority taskq if
1411          * available.
1412          */
1413         if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW &&
1414             spa->spa_zio_taskq[t][q + 1].stqs_count != 0)
1415                 q++;
1416
1417         ASSERT3U(q, <, ZIO_TASKQ_TYPES);
1418
1419         /*
1420          * NB: We are assuming that the zio can only be dispatched
1421          * to a single taskq at a time.  It would be a grievous error
1422          * to dispatch the zio to another taskq at the same time.
1423          */
1424 #if defined(illumos) || !defined(_KERNEL)
1425         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_next == NULL);
1426 #else
1427         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_task.ta_pending == 0);
1428 #endif
1429         spa_taskq_dispatch_ent(spa, t, q, (task_func_t *)zio_execute, zio,
1430             flags, &zio->io_tqent);
1431 }
1432
1433 static boolean_t
1434 zio_taskq_member(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q)
1435 {
1436         kthread_t *executor = zio->io_executor;
1437         spa_t *spa = zio->io_spa;
1438
1439         for (zio_type_t t = 0; t < ZIO_TYPES; t++) {
1440                 spa_taskqs_t *tqs = &spa->spa_zio_taskq[t][q];
1441                 uint_t i;
1442                 for (i = 0; i < tqs->stqs_count; i++) {
1443                         if (taskq_member(tqs->stqs_taskq[i], executor))
1444                                 return (B_TRUE);
1445                 }
1446         }
1447
1448         return (B_FALSE);
1449 }
1450
1451 static int
1452 zio_issue_async(zio_t *zio)
1453 {
1454         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1455
1456         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1457 }
1458
1459 void
1460 zio_interrupt(zio_t *zio)
1461 {
1462         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT, B_FALSE);
1463 }
1464
1465 void
1466 zio_delay_interrupt(zio_t *zio)
1467 {
1468         /*
1469          * The timeout_generic() function isn't defined in userspace, so
1470          * rather than trying to implement the function, the zio delay
1471          * functionality has been disabled for userspace builds.
1472          */
1473
1474 #ifdef _KERNEL
1475         /*
1476          * If io_target_timestamp is zero, then no delay has been registered
1477          * for this IO, thus jump to the end of this function and "skip" the
1478          * delay; issuing it directly to the zio layer.
1479          */
1480         if (zio->io_target_timestamp != 0) {
1481                 hrtime_t now = gethrtime();
1482
1483                 if (now >= zio->io_target_timestamp) {
1484                         /*
1485                          * This IO has already taken longer than the target
1486                          * delay to complete, so we don't want to delay it
1487                          * any longer; we "miss" the delay and issue it
1488                          * directly to the zio layer. This is likely due to
1489                          * the target latency being set to a value less than
1490                          * the underlying hardware can satisfy (e.g. delay
1491                          * set to 1ms, but the disks take 10ms to complete an
1492                          * IO request).
1493                          */
1494
1495                         DTRACE_PROBE2(zio__delay__miss, zio_t *, zio,
1496                             hrtime_t, now);
1497
1498                         zio_interrupt(zio);
1499                 } else {
1500                         hrtime_t diff = zio->io_target_timestamp - now;
1501
1502                         DTRACE_PROBE3(zio__delay__hit, zio_t *, zio,
1503                             hrtime_t, now, hrtime_t, diff);
1504
1505                         (void) timeout_generic(CALLOUT_NORMAL,
1506                             (void (*)(void *))zio_interrupt, zio, diff, 1, 0);
1507                 }
1508
1509                 return;
1510         }
1511 #endif
1512
1513         DTRACE_PROBE1(zio__delay__skip, zio_t *, zio);
1514         zio_interrupt(zio);
1515 }
1516
1517 /*
1518  * Execute the I/O pipeline until one of the following occurs:
1519  *
1520  *      (1) the I/O completes
1521  *      (2) the pipeline stalls waiting for dependent child I/Os
1522  *      (3) the I/O issues, so we're waiting for an I/O completion interrupt
1523  *      (4) the I/O is delegated by vdev-level caching or aggregation
1524  *      (5) the I/O is deferred due to vdev-level queueing
1525  *      (6) the I/O is handed off to another thread.
1526  *
1527  * In all cases, the pipeline stops whenever there's no CPU work; it never
1528  * burns a thread in cv_wait().
1529  *
1530  * There's no locking on io_stage because there's no legitimate way
1531  * for multiple threads to be attempting to process the same I/O.
1532  */
1533 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[];
1534
1535 void
1536 zio_execute(zio_t *zio)
1537 {
1538         zio->io_executor = curthread;
1539
1540         while (zio->io_stage < ZIO_STAGE_DONE) {
1541                 enum zio_stage pipeline = zio->io_pipeline;
1542                 enum zio_stage stage = zio->io_stage;
1543                 int rv;
1544
1545                 ASSERT(!MUTEX_HELD(&zio->io_lock));
1546                 ASSERT(ISP2(stage));
1547                 ASSERT(zio->io_stall == NULL);
1548
1549                 do {
1550                         stage <<= 1;
1551                 } while ((stage & pipeline) == 0);
1552
1553                 ASSERT(stage <= ZIO_STAGE_DONE);
1554
1555                 /*
1556                  * If we are in interrupt context and this pipeline stage
1557                  * will grab a config lock that is held across I/O,
1558                  * or may wait for an I/O that needs an interrupt thread
1559                  * to complete, issue async to avoid deadlock.
1560                  *
1561                  * For VDEV_IO_START, we cut in line so that the io will
1562                  * be sent to disk promptly.
1563                  */
1564                 if ((stage & ZIO_BLOCKING_STAGES) && zio->io_vd == NULL &&
1565                     zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT)) {
1566                         boolean_t cut = (stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START) ?
1567                             zio_requeue_io_start_cut_in_line : B_FALSE;
1568                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
1569                         return;
1570                 }
1571
1572                 zio->io_stage = stage;
1573                 rv = zio_pipeline[highbit64(stage) - 1](zio);
1574
1575                 if (rv == ZIO_PIPELINE_STOP)
1576                         return;
1577
1578                 ASSERT(rv == ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1579         }
1580 }
1581
1582 /*
1583  * ==========================================================================
1584  * Initiate I/O, either sync or async
1585  * ==========================================================================
1586  */
1587 int
1588 zio_wait(zio_t *zio)
1589 {
1590         int error;
1591
1592         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1593         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1594
1595         zio->io_waiter = curthread;
1596
1597         zio_execute(zio);
1598
1599         mutex_enter(&zio->io_lock);
1600         while (zio->io_executor != NULL)
1601                 cv_wait(&zio->io_cv, &zio->io_lock);
1602         mutex_exit(&zio->io_lock);
1603
1604         error = zio->io_error;
1605         zio_destroy(zio);
1606
1607         return (error);
1608 }
1609
1610 void
1611 zio_nowait(zio_t *zio)
1612 {
1613         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1614
1615         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1616             zio_unique_parent(zio) == NULL) {
1617                 /*
1618                  * This is a logical async I/O with no parent to wait for it.
1619                  * We add it to the spa_async_root_zio "Godfather" I/O which
1620                  * will ensure they complete prior to unloading the pool.
1621                  */
1622                 spa_t *spa = zio->io_spa;
1623
1624                 zio_add_child(spa->spa_async_zio_root[CPU_SEQID], zio);
1625         }
1626
1627         zio_execute(zio);
1628 }
1629
1630 /*
1631  * ==========================================================================
1632  * Reexecute or suspend/resume failed I/O
1633  * ==========================================================================
1634  */
1635
1636 static void
1637 zio_reexecute(zio_t *pio)
1638 {
1639         zio_t *cio, *cio_next;
1640
1641         ASSERT(pio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1642         ASSERT(pio->io_orig_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1643         ASSERT(pio->io_gang_leader == NULL);
1644         ASSERT(pio->io_gang_tree == NULL);
1645
1646         pio->io_flags = pio->io_orig_flags;
1647         pio->io_stage = pio->io_orig_stage;
1648         pio->io_pipeline = pio->io_orig_pipeline;
1649         pio->io_reexecute = 0;
1650         pio->io_flags |= ZIO_FLAG_REEXECUTED;
1651         pio->io_error = 0;
1652         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1653                 pio->io_state[w] = 0;
1654         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
1655                 pio->io_child_error[c] = 0;
1656
1657         if (IO_IS_ALLOCATING(pio))
1658                 BP_ZERO(pio->io_bp);
1659
1660         /*
1661          * As we reexecute pio's children, new children could be created.
1662          * New children go to the head of pio's io_child_list, however,
1663          * so we will (correctly) not reexecute them.  The key is that
1664          * the remainder of pio's io_child_list, from 'cio_next' onward,
1665          * cannot be affected by any side effects of reexecuting 'cio'.
1666          */
1667         for (cio = zio_walk_children(pio); cio != NULL; cio = cio_next) {
1668                 cio_next = zio_walk_children(pio);
1669                 mutex_enter(&pio->io_lock);
1670                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1671                         pio->io_children[cio->io_child_type][w]++;
1672                 mutex_exit(&pio->io_lock);
1673                 zio_reexecute(cio);
1674         }
1675
1676         /*
1677          * Now that all children have been reexecuted, execute the parent.
1678          * We don't reexecute "The Godfather" I/O here as it's the
1679          * responsibility of the caller to wait on him.
1680          */
1681         if (!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER))
1682                 zio_execute(pio);
1683 }
1684
1685 void
1686 zio_suspend(spa_t *spa, zio_t *zio)
1687 {
1688         if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_PANIC)
1689                 fm_panic("Pool '%s' has encountered an uncorrectable I/O "
1690                     "failure and the failure mode property for this pool "
1691                     "is set to panic.", spa_name(spa));
1692
1693         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO_FAILURE, spa, NULL, NULL, 0, 0);
1694
1695         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1696
1697         if (spa->spa_suspend_zio_root == NULL)
1698                 spa->spa_suspend_zio_root = zio_root(spa, NULL, NULL,
1699                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE |
1700                     ZIO_FLAG_GODFATHER);
1701
1702         spa->spa_suspended = B_TRUE;
1703
1704         if (zio != NULL) {
1705                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
1706                 ASSERT(zio != spa->spa_suspend_zio_root);
1707                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1708                 ASSERT(zio_unique_parent(zio) == NULL);
1709                 ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DONE);
1710                 zio_add_child(spa->spa_suspend_zio_root, zio);
1711         }
1712
1713         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1714 }
1715
1716 int
1717 zio_resume(spa_t *spa)
1718 {
1719         zio_t *pio;
1720
1721         /*
1722          * Reexecute all previously suspended i/o.
1723          */
1724         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1725         spa->spa_suspended = B_FALSE;
1726         cv_broadcast(&spa->spa_suspend_cv);
1727         pio = spa->spa_suspend_zio_root;
1728         spa->spa_suspend_zio_root = NULL;
1729         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1730
1731         if (pio == NULL)
1732                 return (0);
1733
1734         zio_reexecute(pio);
1735         return (zio_wait(pio));
1736 }
1737
1738 void
1739 zio_resume_wait(spa_t *spa)
1740 {
1741         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1742         while (spa_suspended(spa))
1743                 cv_wait(&spa->spa_suspend_cv, &spa->spa_suspend_lock);
1744         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1745 }
1746
1747 /*
1748  * ==========================================================================
1749  * Gang blocks.
1750  *
1751  * A gang block is a collection of small blocks that looks to the DMU
1752  * like one large block.  When zio_dva_allocate() cannot find a block
1753  * of the requested size, due to either severe fragmentation or the pool
1754  * being nearly full, it calls zio_write_gang_block() to construct the
1755  * block from smaller fragments.
1756  *
1757  * A gang block consists of a gang header (zio_gbh_phys_t) and up to
1758  * three (SPA_GBH_NBLKPTRS) gang members.  The gang header is just like
1759  * an indirect block: it's an array of block pointers.  It consumes
1760  * only one sector and hence is allocatable regardless of fragmentation.
1761  * The gang header's bps point to its gang members, which hold the data.
1762  *
1763  * Gang blocks are self-checksumming, using the bp's <vdev, offset, txg>
1764  * as the verifier to ensure uniqueness of the SHA256 checksum.
1765  * Critically, the gang block bp's blk_cksum is the checksum of the data,
1766  * not the gang header.  This ensures that data block signatures (needed for
1767  * deduplication) are independent of how the block is physically stored.
1768  *
1769  * Gang blocks can be nested: a gang member may itself be a gang block.
1770  * Thus every gang block is a tree in which root and all interior nodes are
1771  * gang headers, and the leaves are normal blocks that contain user data.
1772  * The root of the gang tree is called the gang leader.
1773  *
1774  * To perform any operation (read, rewrite, free, claim) on a gang block,
1775  * zio_gang_assemble() first assembles the gang tree (minus data leaves)
1776  * in the io_gang_tree field of the original logical i/o by recursively
1777  * reading the gang leader and all gang headers below it.  This yields
1778  * an in-core tree containing the contents of every gang header and the
1779  * bps for every constituent of the gang block.
1780  *
1781  * With the gang tree now assembled, zio_gang_issue() just walks the gang tree
1782  * and invokes a callback on each bp.  To free a gang block, zio_gang_issue()
1783  * calls zio_free_gang() -- a trivial wrapper around zio_free() -- for each bp.
1784  * zio_claim_gang() provides a similarly trivial wrapper for zio_claim().
1785  * zio_read_gang() is a wrapper around zio_read() that omits reading gang
1786  * headers, since we already have those in io_gang_tree.  zio_rewrite_gang()
1787  * performs a zio_rewrite() of the data or, for gang headers, a zio_rewrite()
1788  * of the gang header plus zio_checksum_compute() of the data to update the
1789  * gang header's blk_cksum as described above.
1790  *
1791  * The two-phase assemble/issue model solves the problem of partial failure --
1792  * what if you'd freed part of a gang block but then couldn't read the
1793  * gang header for another part?  Assembling the entire gang tree first
1794  * ensures that all the necessary gang header I/O has succeeded before
1795  * starting the actual work of free, claim, or write.  Once the gang tree
1796  * is assembled, free and claim are in-memory operations that cannot fail.
1797  *
1798  * In the event that a gang write fails, zio_dva_unallocate() walks the
1799  * gang tree to immediately free (i.e. insert back into the space map)
1800  * everything we've allocated.  This ensures that we don't get ENOSPC
1801  * errors during repeated suspend/resume cycles due to a flaky device.
1802  *
1803  * Gang rewrites only happen during sync-to-convergence.  If we can't assemble
1804  * the gang tree, we won't modify the block, so we can safely defer the free
1805  * (knowing that the block is still intact).  If we *can* assemble the gang
1806  * tree, then even if some of the rewrites fail, zio_dva_unallocate() will free
1807  * each constituent bp and we can allocate a new block on the next sync pass.
1808  *
1809  * In all cases, the gang tree allows complete recovery from partial failure.
1810  * ==========================================================================
1811  */
1812
1813 static zio_t *
1814 zio_read_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1815 {
1816         if (gn != NULL)
1817                 return (pio);
1818
1819         return (zio_read(pio, pio->io_spa, bp, data, BP_GET_PSIZE(bp),
1820             NULL, NULL, pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1821             &pio->io_bookmark));
1822 }
1823
1824 zio_t *
1825 zio_rewrite_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1826 {
1827         zio_t *zio;
1828
1829         if (gn != NULL) {
1830                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1831                     gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL, pio->io_priority,
1832                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1833                 /*
1834                  * As we rewrite each gang header, the pipeline will compute
1835                  * a new gang block header checksum for it; but no one will
1836                  * compute a new data checksum, so we do that here.  The one
1837                  * exception is the gang leader: the pipeline already computed
1838                  * its data checksum because that stage precedes gang assembly.
1839                  * (Presently, nothing actually uses interior data checksums;
1840                  * this is just good hygiene.)
1841                  */
1842                 if (gn != pio->io_gang_leader->io_gang_tree) {
1843                         zio_checksum_compute(zio, BP_GET_CHECKSUM(bp),
1844                             data, BP_GET_PSIZE(bp));
1845                 }
1846                 /*
1847                  * If we are here to damage data for testing purposes,
1848                  * leave the GBH alone so that we can detect the damage.
1849                  */
1850                 if (pio->io_gang_leader->io_flags & ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE)
1851                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
1852         } else {
1853                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1854                     data, BP_GET_PSIZE(bp), NULL, NULL, pio->io_priority,
1855                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1856         }
1857
1858         return (zio);
1859 }
1860
1861 /* ARGSUSED */
1862 zio_t *
1863 zio_free_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1864 {
1865         return (zio_free_sync(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1866             BP_IS_GANG(bp) ? SPA_GANGBLOCKSIZE : BP_GET_PSIZE(bp),
1867             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1868 }
1869
1870 /* ARGSUSED */
1871 zio_t *
1872 zio_claim_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1873 {
1874         return (zio_claim(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1875             NULL, NULL, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1876 }
1877
1878 static zio_gang_issue_func_t *zio_gang_issue_func[ZIO_TYPES] = {
1879         NULL,
1880         zio_read_gang,
1881         zio_rewrite_gang,
1882         zio_free_gang,
1883         zio_claim_gang,
1884         NULL
1885 };
1886
1887 static void zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio);
1888
1889 static zio_gang_node_t *
1890 zio_gang_node_alloc(zio_gang_node_t **gnpp)
1891 {
1892         zio_gang_node_t *gn;
1893
1894         ASSERT(*gnpp == NULL);
1895
1896         gn = kmem_zalloc(sizeof (*gn), KM_SLEEP);
1897         gn->gn_gbh = zio_buf_alloc(SPA_GANGBLOCKSIZE);
1898         *gnpp = gn;
1899
1900         return (gn);
1901 }
1902
1903 static void
1904 zio_gang_node_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1905 {
1906         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1907
1908         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1909                 ASSERT(gn->gn_child[g] == NULL);
1910
1911         zio_buf_free(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1912         kmem_free(gn, sizeof (*gn));
1913         *gnpp = NULL;
1914 }
1915
1916 static void
1917 zio_gang_tree_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1918 {
1919         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1920
1921         if (gn == NULL)
1922                 return;
1923
1924         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1925                 zio_gang_tree_free(&gn->gn_child[g]);
1926
1927         zio_gang_node_free(gnpp);
1928 }
1929
1930 static void
1931 zio_gang_tree_assemble(zio_t *gio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t **gnpp)
1932 {
1933         zio_gang_node_t *gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
1934
1935         ASSERT(gio->io_gang_leader == gio);
1936         ASSERT(BP_IS_GANG(bp));
1937
1938         zio_nowait(zio_read(gio, gio->io_spa, bp, gn->gn_gbh,
1939             SPA_GANGBLOCKSIZE, zio_gang_tree_assemble_done, gn,
1940             gio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(gio), &gio->io_bookmark));
1941 }
1942
1943 static void
1944 zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio)
1945 {
1946         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
1947         zio_gang_node_t *gn = zio->io_private;
1948         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1949
1950         ASSERT(gio == zio_unique_parent(zio));
1951         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
1952
1953         if (zio->io_error)
1954                 return;
1955
1956         if (BP_SHOULD_BYTESWAP(bp))
1957                 byteswap_uint64_array(zio->io_data, zio->io_size);
1958
1959         ASSERT(zio->io_data == gn->gn_gbh);
1960         ASSERT(zio->io_size == SPA_GANGBLOCKSIZE);
1961         ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1962
1963         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1964                 blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1965                 if (!BP_IS_GANG(gbp))
1966                         continue;
1967                 zio_gang_tree_assemble(gio, gbp, &gn->gn_child[g]);
1968         }
1969 }
1970
1971 static void
1972 zio_gang_tree_issue(zio_t *pio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp, void *data)
1973 {
1974         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1975         zio_t *zio;
1976
1977         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) == !!gn);
1978         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == BP_GET_CHECKSUM(gio->io_bp));
1979         ASSERT(BP_GET_LSIZE(bp) == BP_GET_PSIZE(bp) || gn == gio->io_gang_tree);
1980
1981         /*
1982          * If you're a gang header, your data is in gn->gn_gbh.
1983          * If you're a gang member, your data is in 'data' and gn == NULL.
1984          */
1985         zio = zio_gang_issue_func[gio->io_type](pio, bp, gn, data);
1986
1987         if (gn != NULL) {
1988                 ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1989
1990                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1991                         blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1992                         if (BP_IS_HOLE(gbp))
1993                                 continue;
1994                         zio_gang_tree_issue(zio, gn->gn_child[g], gbp, data);
1995                         data = (char *)data + BP_GET_PSIZE(gbp);
1996                 }
1997         }
1998
1999         if (gn == gio->io_gang_tree && gio->io_data != NULL)
2000                 ASSERT3P((char *)gio->io_data + gio->io_size, ==, data);
2001
2002         if (zio != pio)
2003                 zio_nowait(zio);
2004 }
2005
2006 static int
2007 zio_gang_assemble(zio_t *zio)
2008 {
2009         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2010
2011         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == NULL);
2012         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2013
2014         zio->io_gang_leader = zio;
2015
2016         zio_gang_tree_assemble(zio, bp, &zio->io_gang_tree);
2017
2018         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2019 }
2020
2021 static int
2022 zio_gang_issue(zio_t *zio)
2023 {
2024         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2025
2026         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE))
2027                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2028
2029         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == zio);
2030         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2031
2032         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_GANG] == 0)
2033                 zio_gang_tree_issue(zio, zio->io_gang_tree, bp, zio->io_data);
2034         else
2035                 zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
2036
2037         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2038
2039         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2040 }
2041
2042 static void
2043 zio_write_gang_member_ready(zio_t *zio)
2044 {
2045         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
2046         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
2047         dva_t *cdva = zio->io_bp->blk_dva;
2048         dva_t *pdva = pio->io_bp->blk_dva;
2049         uint64_t asize;
2050
2051         if (BP_IS_HOLE(zio->io_bp))
2052                 return;
2053
2054         ASSERT(BP_IS_HOLE(&zio->io_bp_orig));
2055
2056         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG);
2057         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, ==, gio->io_prop.zp_copies);
2058         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
2059         ASSERT3U(pio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
2060         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(zio->io_bp), <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
2061
2062         mutex_enter(&pio->io_lock);
2063         for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(zio->io_bp); d++) {
2064                 ASSERT(DVA_GET_GANG(&pdva[d]));
2065                 asize = DVA_GET_ASIZE(&pdva[d]);
2066                 asize += DVA_GET_ASIZE(&cdva[d]);
2067                 DVA_SET_ASIZE(&pdva[d], asize);
2068         }
2069         mutex_exit(&pio->io_lock);
2070 }
2071
2072 static int
2073 zio_write_gang_block(zio_t *pio)
2074 {
2075         spa_t *spa = pio->io_spa;
2076         blkptr_t *bp = pio->io_bp;
2077         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
2078         zio_t *zio;
2079         zio_gang_node_t *gn, **gnpp;
2080         zio_gbh_phys_t *gbh;
2081         uint64_t txg = pio->io_txg;
2082         uint64_t resid = pio->io_size;
2083         uint64_t lsize;
2084         int copies = gio->io_prop.zp_copies;
2085         int gbh_copies = MIN(copies + 1, spa_max_replication(spa));
2086         zio_prop_t zp;
2087         int error;
2088
2089         error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), SPA_GANGBLOCKSIZE,
2090             bp, gbh_copies, txg, pio == gio ? NULL : gio->io_bp,
2091             METASLAB_HINTBP_FAVOR | METASLAB_GANG_HEADER);
2092         if (error) {
2093                 pio->io_error = error;
2094                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2095         }
2096
2097         if (pio == gio) {
2098                 gnpp = &gio->io_gang_tree;
2099         } else {
2100                 gnpp = pio->io_private;
2101                 ASSERT(pio->io_ready == zio_write_gang_member_ready);
2102         }
2103
2104         gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
2105         gbh = gn->gn_gbh;
2106         bzero(gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
2107
2108         /*
2109          * Create the gang header.
2110          */
2111         zio = zio_rewrite(pio, spa, txg, bp, gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL,
2112             pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
2113
2114         /*
2115          * Create and nowait the gang children.
2116          */
2117         for (int g = 0; resid != 0; resid -= lsize, g++) {
2118                 lsize = P2ROUNDUP(resid / (SPA_GBH_NBLKPTRS - g),
2119                     SPA_MINBLOCKSIZE);
2120                 ASSERT(lsize >= SPA_MINBLOCKSIZE && lsize <= resid);
2121
2122                 zp.zp_checksum = gio->io_prop.zp_checksum;
2123                 zp.zp_compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
2124                 zp.zp_type = DMU_OT_NONE;
2125                 zp.zp_level = 0;
2126                 zp.zp_copies = gio->io_prop.zp_copies;
2127                 zp.zp_dedup = B_FALSE;
2128                 zp.zp_dedup_verify = B_FALSE;
2129                 zp.zp_nopwrite = B_FALSE;
2130
2131                 zio_nowait(zio_write(zio, spa, txg, &gbh->zg_blkptr[g],
2132                     (char *)pio->io_data + (pio->io_size - resid), lsize, &zp,
2133                     zio_write_gang_member_ready, NULL, NULL, NULL,
2134                     &gn->gn_child[g], pio->io_priority,
2135                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark));
2136         }
2137
2138         /*
2139          * Set pio's pipeline to just wait for zio to finish.
2140          */
2141         pio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2142
2143         zio_nowait(zio);
2144
2145         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2146 }
2147
2148 /*
2149  * The zio_nop_write stage in the pipeline determines if allocating a
2150  * new bp is necessary.  The nopwrite feature can handle writes in
2151  * either syncing or open context (i.e. zil writes) and as a result is
2152  * mutually exclusive with dedup.
2153  *
2154  * By leveraging a cryptographically secure checksum, such as SHA256, we
2155  * can compare the checksums of the new data and the old to determine if
2156  * allocating a new block is required.  Note that our requirements for
2157  * cryptographic strength are fairly weak: there can't be any accidental
2158  * hash collisions, but we don't need to be secure against intentional
2159  * (malicious) collisions.  To trigger a nopwrite, you have to be able
2160  * to write the file to begin with, and triggering an incorrect (hash
2161  * collision) nopwrite is no worse than simply writing to the file.
2162  * That said, there are no known attacks against the checksum algorithms
2163  * used for nopwrite, assuming that the salt and the checksums
2164  * themselves remain secret.
2165  */
2166 static int
2167 zio_nop_write(zio_t *zio)
2168 {
2169         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2170         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
2171         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2172
2173         ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
2174         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
2175         ASSERT(zp->zp_nopwrite);
2176         ASSERT(!zp->zp_dedup);
2177         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2178         ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
2179
2180         /*
2181          * Check to see if the original bp and the new bp have matching
2182          * characteristics (i.e. same checksum, compression algorithms, etc).
2183          * If they don't then just continue with the pipeline which will
2184          * allocate a new bp.
2185          */
2186         if (BP_IS_HOLE(bp_orig) ||
2187             !(zio_checksum_table[BP_GET_CHECKSUM(bp)].ci_flags &
2188             ZCHECKSUM_FLAG_NOPWRITE) ||
2189             BP_GET_CHECKSUM(bp) != BP_GET_CHECKSUM(bp_orig) ||
2190             BP_GET_COMPRESS(bp) != BP_GET_COMPRESS(bp_orig) ||
2191             BP_GET_DEDUP(bp) != BP_GET_DEDUP(bp_orig) ||
2192             zp->zp_copies != BP_GET_NDVAS(bp_orig))
2193                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2194
2195         /*
2196          * If the checksums match then reset the pipeline so that we
2197          * avoid allocating a new bp and issuing any I/O.
2198          */
2199         if (ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, bp_orig->blk_cksum)) {
2200                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_flags &
2201                     ZCHECKSUM_FLAG_NOPWRITE);
2202                 ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(bp), ==, BP_GET_PSIZE(bp_orig));
2203                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(bp), ==, BP_GET_LSIZE(bp_orig));
2204                 ASSERT(zp->zp_compress != ZIO_COMPRESS_OFF);
2205                 ASSERT(bcmp(&bp->blk_prop, &bp_orig->blk_prop,
2206                     sizeof (uint64_t)) == 0);
2207
2208                 *bp = *bp_orig;
2209                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2210                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
2211         }
2212
2213         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2214 }
2215
2216 /*
2217  * ==========================================================================
2218  * Dedup
2219  * ==========================================================================
2220  */
2221 static void
2222 zio_ddt_child_read_done(zio_t *zio)
2223 {
2224         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2225         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2226         ddt_phys_t *ddp;
2227         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
2228
2229         mutex_enter(&pio->io_lock);
2230         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2231         if (zio->io_error == 0)
2232                 ddt_phys_clear(ddp);    /* this ddp doesn't need repair */
2233         if (zio->io_error == 0 && dde->dde_repair_data == NULL)
2234                 dde->dde_repair_data = zio->io_data;
2235         else
2236                 zio_buf_free(zio->io_data, zio->io_size);
2237         mutex_exit(&pio->io_lock);
2238 }
2239
2240 static int
2241 zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
2242 {
2243         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2244
2245         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2246         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
2247         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2248
2249         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
2250                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2251                 ddt_entry_t *dde = ddt_repair_start(ddt, bp);
2252                 ddt_phys_t *ddp = dde->dde_phys;
2253                 ddt_phys_t *ddp_self = ddt_phys_select(dde, bp);
2254                 blkptr_t blk;
2255
2256                 ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
2257                 zio->io_vsd = dde;
2258
2259                 if (ddp_self == NULL)
2260                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2261
2262                 for (int p = 0; p < DDT_PHYS_TYPES; p++, ddp++) {
2263                         if (ddp->ddp_phys_birth == 0 || ddp == ddp_self)
2264                                 continue;
2265                         ddt_bp_create(ddt->ddt_checksum, &dde->dde_key, ddp,
2266                             &blk);
2267                         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, &blk,
2268                             zio_buf_alloc(zio->io_size), zio->io_size,
2269                             zio_ddt_child_read_done, dde, zio->io_priority,
2270                             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE,
2271                             &zio->io_bookmark));
2272                 }
2273                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2274         }
2275
2276         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, bp,
2277             zio->io_data, zio->io_size, NULL, NULL, zio->io_priority,
2278             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark));
2279
2280         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2281 }
2282
2283 static int
2284 zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
2285 {
2286         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2287
2288         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE))
2289                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2290
2291         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2292         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
2293         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2294
2295         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
2296                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2297                 ddt_entry_t *dde = zio->io_vsd;
2298                 if (ddt == NULL) {
2299                         ASSERT(spa_load_state(zio->io_spa) != SPA_LOAD_NONE);
2300                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2301                 }
2302                 if (dde == NULL) {
2303                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_DDT_READ_START >> 1;
2304                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
2305                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2306                 }
2307                 if (dde->dde_repair_data != NULL) {
2308                         bcopy(dde->dde_repair_data, zio->io_data, zio->io_size);
2309                         zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT] = 0;
2310                 }
2311                 ddt_repair_done(ddt, dde);
2312                 zio->io_vsd = NULL;
2313         }
2314
2315         ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
2316
2317         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2318 }
2319
2320 static boolean_t
2321 zio_ddt_collision(zio_t *zio, ddt_t *ddt, ddt_entry_t *dde)
2322 {
2323         spa_t *spa = zio->io_spa;
2324
2325         /*
2326          * Note: we compare the original data, not the transformed data,
2327          * because when zio->io_bp is an override bp, we will not have
2328          * pushed the I/O transforms.  That's an important optimization
2329          * because otherwise we'd compress/encrypt all dmu_sync() data twice.
2330          */
2331         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2332                 zio_t *lio = dde->dde_lead_zio[p];
2333
2334                 if (lio != NULL) {
2335                         return (lio->io_orig_size != zio->io_orig_size ||
2336                             bcmp(zio->io_orig_data, lio->io_orig_data,
2337                             zio->io_orig_size) != 0);
2338                 }
2339         }
2340
2341         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2342                 ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2343
2344                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0) {
2345                         arc_buf_t *abuf = NULL;
2346                         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_WAIT;
2347                         blkptr_t blk = *zio->io_bp;
2348                         int error;
2349
2350                         ddt_bp_fill(ddp, &blk, ddp->ddp_phys_birth);
2351
2352                         ddt_exit(ddt);
2353
2354                         error = arc_read(NULL, spa, &blk,
2355                             arc_getbuf_func, &abuf, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
2356                             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2357                             &aflags, &zio->io_bookmark);
2358
2359                         if (error == 0) {
2360                                 if (arc_buf_size(abuf) != zio->io_orig_size ||
2361                                     bcmp(abuf->b_data, zio->io_orig_data,
2362                                     zio->io_orig_size) != 0)
2363                                         error = SET_ERROR(EEXIST);
2364                                 arc_buf_destroy(abuf, &abuf);
2365                         }
2366
2367                         ddt_enter(ddt);
2368                         return (error != 0);
2369                 }
2370         }
2371
2372         return (B_FALSE);
2373 }
2374
2375 static void
2376 zio_ddt_child_write_ready(zio_t *zio)
2377 {
2378         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2379         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2380         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2381         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2382         zio_t *pio;
2383
2384         if (zio->io_error)
2385                 return;
2386
2387         ddt_enter(ddt);
2388
2389         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2390
2391         ddt_phys_fill(ddp, zio->io_bp);
2392
2393         while ((pio = zio_walk_parents(zio)) != NULL)
2394                 ddt_bp_fill(ddp, pio->io_bp, zio->io_txg);
2395
2396         ddt_exit(ddt);
2397 }
2398
2399 static void
2400 zio_ddt_child_write_done(zio_t *zio)
2401 {
2402         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2403         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2404         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2405         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2406
2407         ddt_enter(ddt);
2408
2409         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2410         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2411         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2412
2413         if (zio->io_error == 0) {
2414                 while (zio_walk_parents(zio) != NULL)
2415                         ddt_phys_addref(ddp);
2416         } else {
2417                 ddt_phys_clear(ddp);
2418         }
2419
2420         ddt_exit(ddt);
2421 }
2422
2423 static void
2424 zio_ddt_ditto_write_done(zio_t *zio)
2425 {
2426         int p = DDT_PHYS_DITTO;
2427         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2428         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2429         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2430         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2431         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2432         ddt_key_t *ddk = &dde->dde_key;
2433
2434         ddt_enter(ddt);
2435
2436         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2437         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2438         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2439
2440         if (zio->io_error == 0) {
2441                 ASSERT(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, ddk->ddk_cksum));
2442                 ASSERT(zp->zp_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2443                 ASSERT(zp->zp_copies == BP_GET_NDVAS(bp) - BP_IS_GANG(bp));
2444                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2445                         ddt_phys_free(ddt, ddk, ddp, zio->io_txg);
2446                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2447         }
2448
2449         ddt_exit(ddt);
2450 }
2451
2452 static int
2453 zio_ddt_write(zio_t *zio)
2454 {
2455         spa_t *spa = zio->io_spa;
2456         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2457         uint64_t txg = zio->io_txg;
2458         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2459         int p = zp->zp_copies;
2460         int ditto_copies;
2461         zio_t *cio = NULL;
2462         zio_t *dio = NULL;
2463         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2464         ddt_entry_t *dde;
2465         ddt_phys_t *ddp;
2466
2467         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2468         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum);
2469         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp) || zio->io_bp_override);
2470
2471         ddt_enter(ddt);
2472         dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2473         ddp = &dde->dde_phys[p];
2474
2475         if (zp->zp_dedup_verify && zio_ddt_collision(zio, ddt, dde)) {
2476                 /*
2477                  * If we're using a weak checksum, upgrade to a strong checksum
2478                  * and try again.  If we're already using a strong checksum,
2479                  * we can't resolve it, so just convert to an ordinary write.
2480                  * (And automatically e-mail a paper to Nature?)
2481                  */
2482                 if (!(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_flags &
2483                     ZCHECKSUM_FLAG_DEDUP)) {
2484                         zp->zp_checksum = spa_dedup_checksum(spa);
2485                         zio_pop_transforms(zio);
2486                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2487                         BP_ZERO(bp);
2488                 } else {
2489                         zp->zp_dedup = B_FALSE;
2490                 }
2491                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2492                 ddt_exit(ddt);
2493                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2494         }
2495
2496         ditto_copies = ddt_ditto_copies_needed(ddt, dde, ddp);
2497         ASSERT(ditto_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2498
2499         if (ditto_copies > ddt_ditto_copies_present(dde) &&
2500             dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] == NULL) {
2501                 zio_prop_t czp = *zp;
2502
2503                 czp.zp_copies = ditto_copies;
2504
2505                 /*
2506                  * If we arrived here with an override bp, we won't have run
2507                  * the transform stack, so we won't have the data we need to
2508                  * generate a child i/o.  So, toss the override bp and restart.
2509                  * This is safe, because using the override bp is just an
2510                  * optimization; and it's rare, so the cost doesn't matter.
2511                  */
2512                 if (zio->io_bp_override) {
2513                         zio_pop_transforms(zio);
2514                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2515                         zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2516                         zio->io_bp_override = NULL;
2517                         BP_ZERO(bp);
2518                         ddt_exit(ddt);
2519                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2520                 }
2521
2522                 dio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2523                     zio->io_orig_size, &czp, NULL, NULL,
2524                     NULL, zio_ddt_ditto_write_done, dde, zio->io_priority,
2525                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2526
2527                 zio_push_transform(dio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2528                 dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] = dio;
2529         }
2530
2531         if (ddp->ddp_phys_birth != 0 || dde->dde_lead_zio[p] != NULL) {
2532                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2533                         ddt_bp_fill(ddp, bp, txg);
2534                 if (dde->dde_lead_zio[p] != NULL)
2535                         zio_add_child(zio, dde->dde_lead_zio[p]);
2536                 else
2537                         ddt_phys_addref(ddp);
2538         } else if (zio->io_bp_override) {
2539                 ASSERT(bp->blk_birth == txg);
2540                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, zio->io_bp_override));
2541                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2542                 ddt_phys_addref(ddp);
2543         } else {
2544                 cio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2545                     zio->io_orig_size, zp,
2546                     zio_ddt_child_write_ready, NULL, NULL,
2547                     zio_ddt_child_write_done, dde, zio->io_priority,
2548                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2549
2550                 zio_push_transform(cio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2551                 dde->dde_lead_zio[p] = cio;
2552         }
2553
2554         ddt_exit(ddt);
2555
2556         if (cio)
2557                 zio_nowait(cio);
2558         if (dio)
2559                 zio_nowait(dio);
2560
2561         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2562 }
2563
2564 ddt_entry_t *freedde; /* for debugging */
2565
2566 static int
2567 zio_ddt_free(zio_t *zio)
2568 {
2569         spa_t *spa = zio->io_spa;
2570         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2571         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2572         ddt_entry_t *dde;
2573         ddt_phys_t *ddp;
2574
2575         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2576         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2577
2578         ddt_enter(ddt);
2579         freedde = dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2580         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2581         ddt_phys_decref(ddp);
2582         ddt_exit(ddt);
2583
2584         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2585 }
2586
2587 /*
2588  * ==========================================================================
2589  * Allocate and free blocks
2590  * ==========================================================================
2591  */
2592 static int
2593 zio_dva_allocate(zio_t *zio)
2594 {
2595         spa_t *spa = zio->io_spa;
2596         metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(spa);
2597         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2598         int error;
2599         int flags = 0;
2600
2601         if (zio->io_gang_leader == NULL) {
2602                 ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2603                 zio->io_gang_leader = zio;
2604         }
2605
2606         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
2607         ASSERT0(BP_GET_NDVAS(bp));
2608         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, >, 0);
2609         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, spa_max_replication(spa));
2610         ASSERT3U(zio->io_size, ==, BP_GET_PSIZE(bp));
2611
2612         /*
2613          * The dump device does not support gang blocks so allocation on
2614          * behalf of the dump device (i.e. ZIO_FLAG_NODATA) must avoid
2615          * the "fast" gang feature.
2616          */
2617         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) ? METASLAB_GANG_AVOID : 0;
2618         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD) ?
2619             METASLAB_GANG_CHILD : 0;
2620         error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp,
2621             zio->io_prop.zp_copies, zio->io_txg, NULL, flags);
2622
2623         if (error) {
2624                 spa_dbgmsg(spa, "%s: metaslab allocation failure: zio %p, "
2625                     "size %llu, error %d", spa_name(spa), zio, zio->io_size,
2626                     error);
2627                 if (error == ENOSPC && zio->io_size > SPA_MINBLOCKSIZE)
2628                         return (zio_write_gang_block(zio));
2629                 zio->io_error = error;
2630         }
2631
2632         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2633 }
2634
2635 static int
2636 zio_dva_free(zio_t *zio)
2637 {
2638         metaslab_free(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg, B_FALSE);
2639
2640         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2641 }
2642
2643 static int
2644 zio_dva_claim(zio_t *zio)
2645 {
2646         int error;
2647
2648         error = metaslab_claim(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg);
2649         if (error)
2650                 zio->io_error = error;
2651
2652         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2653 }
2654
2655 /*
2656  * Undo an allocation.  This is used by zio_done() when an I/O fails
2657  * and we want to give back the block we just allocated.
2658  * This handles both normal blocks and gang blocks.
2659  */
2660 static void
2661 zio_dva_unallocate(zio_t *zio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp)
2662 {
2663         ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
2664         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2665
2666         if (!BP_IS_HOLE(bp))
2667                 metaslab_free(zio->io_spa, bp, bp->blk_birth, B_TRUE);
2668
2669         if (gn != NULL) {
2670                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
2671                         zio_dva_unallocate(zio, gn->gn_child[g],
2672                             &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g]);
2673                 }
2674         }
2675 }
2676
2677 /*
2678  * Try to allocate an intent log block.  Return 0 on success, errno on failure.
2679  */
2680 int
2681 zio_alloc_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *new_bp, blkptr_t *old_bp,
2682     uint64_t size, boolean_t use_slog)
2683 {
2684         int error = 1;
2685
2686         ASSERT(txg > spa_syncing_txg(spa));
2687
2688         /*
2689          * ZIL blocks are always contiguous (i.e. not gang blocks) so we
2690          * set the METASLAB_GANG_AVOID flag so that they don't "fast gang"
2691          * when allocating them.
2692          */
2693         if (use_slog) {
2694                 error = metaslab_alloc(spa, spa_log_class(spa), size,
2695                     new_bp, 1, txg, old_bp,
2696                     METASLAB_HINTBP_AVOID | METASLAB_GANG_AVOID);
2697         }
2698
2699         if (error) {
2700                 error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), size,
2701                     new_bp, 1, txg, old_bp,
2702                     METASLAB_HINTBP_AVOID);
2703         }
2704
2705         if (error == 0) {
2706                 BP_SET_LSIZE(new_bp, size);
2707                 BP_SET_PSIZE(new_bp, size);
2708                 BP_SET_COMPRESS(new_bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
2709                 BP_SET_CHECKSUM(new_bp,
2710                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_SLIM_ZIL
2711                     ? ZIO_CHECKSUM_ZILOG2 : ZIO_CHECKSUM_ZILOG);
2712                 BP_SET_TYPE(new_bp, DMU_OT_INTENT_LOG);
2713                 BP_SET_LEVEL(new_bp, 0);
2714                 BP_SET_DEDUP(new_bp, 0);
2715                 BP_SET_BYTEORDER(new_bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
2716         }
2717
2718         return (error);
2719 }
2720
2721 /*
2722  * Free an intent log block.
2723  */
2724 void
2725 zio_free_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp)
2726 {
2727         ASSERT(BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_INTENT_LOG);
2728         ASSERT(!BP_IS_GANG(bp));
2729
2730         zio_free(spa, txg, bp);
2731 }
2732
2733 /*
2734  * ==========================================================================
2735  * Read, write and delete to physical devices
2736  * ==========================================================================
2737  */
2738
2739
2740 /*
2741  * Issue an I/O to the underlying vdev. Typically the issue pipeline
2742  * stops after this stage and will resume upon I/O completion.
2743  * However, there are instances where the vdev layer may need to
2744  * continue the pipeline when an I/O was not issued. Since the I/O
2745  * that was sent to the vdev layer might be different than the one
2746  * currently active in the pipeline (see vdev_queue_io()), we explicitly
2747  * force the underlying vdev layers to call either zio_execute() or
2748  * zio_interrupt() to ensure that the pipeline continues with the correct I/O.
2749  */
2750 static int
2751 zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
2752 {
2753         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2754         uint64_t align;
2755         spa_t *spa = zio->io_spa;
2756         int ret;
2757
2758         ASSERT(zio->io_error == 0);
2759         ASSERT(zio->io_child_error[ZIO_CHILD_VDEV] == 0);
2760
2761         if (vd == NULL) {
2762                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2763                         spa_config_enter(spa, SCL_ZIO, zio, RW_READER);
2764
2765                 /*
2766                  * The mirror_ops handle multiple DVAs in a single BP.
2767                  */
2768                 vdev_mirror_ops.vdev_op_io_start(zio);
2769                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2770         }
2771
2772         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE &&
2773             zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW) {
2774                 trim_map_free(vd, zio->io_offset, zio->io_size, zio->io_txg);
2775                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2776         }
2777
2778         /*
2779          * We keep track of time-sensitive I/Os so that the scan thread
2780          * can quickly react to certain workloads.  In particular, we care
2781          * about non-scrubbing, top-level reads and writes with the following
2782          * characteristics:
2783          *      - synchronous writes of user data to non-slog devices
2784          *      - any reads of user data
2785          * When these conditions are met, adjust the timestamp of spa_last_io
2786          * which allows the scan thread to adjust its workload accordingly.
2787          */
2788         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) && zio->io_bp != NULL &&
2789             vd == vd->vdev_top && !vd->vdev_islog &&
2790             zio->io_bookmark.zb_objset != DMU_META_OBJSET &&
2791             zio->io_txg != spa_syncing_txg(spa)) {
2792                 uint64_t old = spa->spa_last_io;
2793                 uint64_t new = ddi_get_lbolt64();
2794                 if (old != new)
2795                         (void) atomic_cas_64(&spa->spa_last_io, old, new);
2796         }
2797
2798         align = 1ULL << vd->vdev_top->vdev_ashift;
2799
2800         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL) &&
2801             P2PHASE(zio->io_size, align) != 0) {
2802                 /* Transform logical writes to be a full physical block size. */
2803                 uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
2804                 char *abuf = NULL;
2805                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2806                     zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2807                         abuf = zio_buf_alloc(asize);
2808                 ASSERT(vd == vd->vdev_top);
2809                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
2810                         bcopy(zio->io_data, abuf, zio->io_size);
2811                         bzero(abuf + zio->io_size, asize - zio->io_size);
2812                 }
2813                 zio_push_transform(zio, abuf, asize, abuf ? asize : 0,
2814                     zio_subblock);
2815         }
2816
2817         /*
2818          * If this is not a physical io, make sure that it is properly aligned
2819          * before proceeding.
2820          */
2821         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL)) {
2822                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, align));
2823                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, align));
2824         } else {
2825                 /*
2826                  * For the physical io we allow alignment
2827                  * to a logical block size.
2828                  */
2829                 uint64_t log_align =
2830                     1ULL << vd->vdev_top->vdev_logical_ashift;
2831                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, log_align));
2832                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, log_align));
2833         }
2834
2835         VERIFY(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || spa_writeable(spa));
2836
2837         /*
2838          * If this is a repair I/O, and there's no self-healing involved --
2839          * that is, we're just resilvering what we expect to resilver --
2840          * then don't do the I/O unless zio's txg is actually in vd's DTL.
2841          * This prevents spurious resilvering with nested replication.
2842          * For example, given a mirror of mirrors, (A+B)+(C+D), if only
2843          * A is out of date, we'll read from C+D, then use the data to
2844          * resilver A+B -- but we don't actually want to resilver B, just A.
2845          * The top-level mirror has no way to know this, so instead we just
2846          * discard unnecessary repairs as we work our way down the vdev tree.
2847          * The same logic applies to any form of nested replication:
2848          * ditto + mirror, RAID-Z + replacing, etc.  This covers them all.
2849          */
2850         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2851             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SELF_HEAL) &&
2852             zio->io_txg != 0 && /* not a delegated i/o */
2853             !vdev_dtl_contains(vd, DTL_PARTIAL, zio->io_txg, 1)) {
2854                 ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2855                 zio_vdev_io_bypass(zio);
2856                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2857         }
2858
2859         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
2860                 switch (zio->io_type) {
2861                 case ZIO_TYPE_READ:
2862                         if (vdev_cache_read(zio))
2863                                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2864                         /* FALLTHROUGH */
2865                 case ZIO_TYPE_WRITE:
2866                 case ZIO_TYPE_FREE:
2867                         if ((zio = vdev_queue_io(zio)) == NULL)
2868                                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2869
2870                         if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2871                                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2872                                 zio_interrupt(zio);
2873                                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2874                         }
2875                         break;
2876                 }
2877                 /*
2878                  * Note that we ignore repair writes for TRIM because they can
2879                  * conflict with normal writes. This isn't an issue because, by
2880                  * definition, we only repair blocks that aren't freed.
2881                  */
2882                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2883                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2884                     !trim_map_write_start(zio))
2885                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2886         }
2887
2888         vd->vdev_ops->vdev_op_io_start(zio);
2889         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2890 }
2891
2892 static int
2893 zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
2894 {
2895         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2896         vdev_ops_t *ops = vd ? vd->vdev_ops : &vdev_mirror_ops;
2897         boolean_t unexpected_error = B_FALSE;
2898
2899         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2900                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2901
2902         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2903             zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE || zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE);
2904
2905         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2906             (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE ||
2907             zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE)) {
2908
2909                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2910                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR))
2911                         trim_map_write_done(zio);
2912
2913                 vdev_queue_io_done(zio);
2914
2915                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2916                         vdev_cache_write(zio);
2917
2918                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2919                         zio->io_error = zio_handle_device_injection(vd,
2920                             zio, EIO);
2921
2922                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2923                         zio->io_error = zio_handle_label_injection(zio, EIO);
2924
2925                 if (zio->io_error) {
2926                         if (zio->io_error == ENOTSUP &&
2927                             zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) {
2928                                 /* Not all devices support TRIM. */
2929                         } else if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2930                                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2931                         } else {
2932                                 unexpected_error = B_TRUE;
2933                         }
2934                 }
2935         }
2936
2937         ops->vdev_op_io_done(zio);
2938
2939         if (unexpected_error)
2940                 VERIFY(vdev_probe(vd, zio) == NULL);
2941
2942         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2943 }
2944
2945 /*
2946  * For non-raidz ZIOs, we can just copy aside the bad data read from the
2947  * disk, and use that to finish the checksum ereport later.
2948  */
2949 static void
2950 zio_vsd_default_cksum_finish(zio_cksum_report_t *zcr,
2951     const void *good_buf)
2952 {
2953         /* no processing needed */
2954         zfs_ereport_finish_checksum(zcr, good_buf, zcr->zcr_cbdata, B_FALSE);
2955 }
2956
2957 /*ARGSUSED*/
2958 void
2959 zio_vsd_default_cksum_report(zio_t *zio, zio_cksum_report_t *zcr, void *ignored)
2960 {
2961         void *buf = zio_buf_alloc(zio->io_size);
2962
2963         bcopy(zio->io_data, buf, zio->io_size);
2964
2965         zcr->zcr_cbinfo = zio->io_size;
2966         zcr->zcr_cbdata = buf;
2967         zcr->zcr_finish = zio_vsd_default_cksum_finish;
2968         zcr->zcr_free = zio_buf_free;
2969 }
2970
2971 static int
2972 zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
2973 {
2974         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2975
2976         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2977                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2978
2979         if (vd == NULL && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2980                 spa_config_exit(zio->io_spa, SCL_ZIO, zio);
2981
2982         if (zio->io_vsd != NULL) {
2983                 zio->io_vsd_ops->vsd_free(zio);
2984                 zio->io_vsd = NULL;
2985         }
2986
2987         if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2988                 zio->io_error = zio_handle_fault_injection(zio, EIO);
2989
2990         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE &&
2991             zio->io_priority != ZIO_PRIORITY_NOW) {
2992                 switch (zio->io_error) {
2993                 case 0:
2994                         ZIO_TRIM_STAT_INCR(bytes, zio->io_size);
2995                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(success);
2996                         break;
2997                 case EOPNOTSUPP:
2998                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(unsupported);
2999                         break;
3000                 default:
3001                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(failed);
3002                         break;
3003                 }
3004         }
3005
3006         /*
3007          * If the I/O failed, determine whether we should attempt to retry it.
3008          *
3009          * On retry, we cut in line in the issue queue, since we don't want
3010          * compression/checksumming/etc. work to prevent our (cheap) IO reissue.
3011          */
3012         if (zio->io_error && vd == NULL &&
3013             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_IO_RETRY))) {
3014                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_QUEUE)); /* not a leaf */
3015                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_BYPASS));  /* not a leaf */
3016                 zio->io_error = 0;
3017                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_RETRY |
3018                     ZIO_FLAG_DONT_CACHE | ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE;
3019                 zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1;
3020                 zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE,
3021                     zio_requeue_io_start_cut_in_line);
3022                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3023         }
3024
3025         /*
3026          * If we got an error on a leaf device, convert it to ENXIO
3027          * if the device is not accessible at all.
3028          */
3029         if (zio->io_error && vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
3030             !vdev_accessible(vd, zio))
3031                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
3032
3033         /*
3034          * If we can't write to an interior vdev (mirror or RAID-Z),
3035          * set vdev_cant_write so that we stop trying to allocate from it.
3036          */
3037         if (zio->io_error == ENXIO && zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
3038             vd != NULL && !vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3039                 vd->vdev_cant_write = B_TRUE;
3040         }
3041
3042         if (zio->io_error)
3043                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
3044
3045         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
3046             zio->io_physdone != NULL) {
3047                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DELEGATED));
3048                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_VDEV);
3049                 zio->io_physdone(zio->io_logical);
3050         }
3051
3052         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3053 }
3054
3055 void
3056 zio_vdev_io_reissue(zio_t *zio)
3057 {
3058         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
3059         ASSERT(zio->io_error == 0);
3060
3061         zio->io_stage >>= 1;
3062 }
3063
3064 void
3065 zio_vdev_io_redone(zio_t *zio)
3066 {
3067         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE);
3068
3069         zio->io_stage >>= 1;
3070 }
3071
3072 void
3073 zio_vdev_io_bypass(zio_t *zio)
3074 {
3075         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
3076         ASSERT(zio->io_error == 0);
3077
3078         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_BYPASS;
3079         zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS >> 1;
3080 }
3081
3082 /*
3083  * ==========================================================================
3084  * Generate and verify checksums
3085  * ==========================================================================
3086  */
3087 static int
3088 zio_checksum_generate(zio_t *zio)
3089 {
3090         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3091         enum zio_checksum checksum;
3092
3093         if (bp == NULL) {
3094                 /*
3095                  * This is zio_write_phys().
3096                  * We're either generating a label checksum, or none at all.
3097                  */
3098                 checksum = zio->io_prop.zp_checksum;
3099
3100                 if (checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
3101                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3102
3103                 ASSERT(checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
3104         } else {
3105                 if (BP_IS_GANG(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG) {
3106                         ASSERT(!IO_IS_ALLOCATING(zio));
3107                         checksum = ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER;
3108                 } else {
3109                         checksum = BP_GET_CHECKSUM(bp);
3110                 }
3111         }
3112
3113         zio_checksum_compute(zio, checksum, zio->io_data, zio->io_size);
3114
3115         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3116 }
3117
3118 static int
3119 zio_checksum_verify(zio_t *zio)
3120 {
3121         zio_bad_cksum_t info;
3122         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3123         int error;
3124
3125         ASSERT(zio->io_vd != NULL);
3126
3127         if (bp == NULL) {
3128                 /*
3129                  * This is zio_read_phys().
3130                  * We're either verifying a label checksum, or nothing at all.
3131                  */
3132                 if (zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
3133                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3134
3135                 ASSERT(zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
3136         }
3137
3138         if ((error = zio_checksum_error(zio, &info)) != 0) {
3139                 zio->io_error = error;
3140                 if (error == ECKSUM &&
3141                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE)) {
3142                         zfs_ereport_start_checksum(zio->io_spa,
3143                             zio->io_vd, zio, zio->io_offset,
3144                             zio->io_size, NULL, &info);
3145                 }
3146         }
3147
3148         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3149 }
3150
3151 /*
3152  * Called by RAID-Z to ensure we don't compute the checksum twice.
3153  */
3154 void
3155 zio_checksum_verified(zio_t *zio)
3156 {
3157         zio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
3158 }
3159
3160 /*
3161  * ==========================================================================
3162  * Error rank.  Error are ranked in the order 0, ENXIO, ECKSUM, EIO, other.
3163  * An error of 0 indicates success.  ENXIO indicates whole-device failure,
3164  * which may be transient (e.g. unplugged) or permament.  ECKSUM and EIO
3165  * indicate errors that are specific to one I/O, and most likely permanent.
3166  * Any other error is presumed to be worse because we weren't expecting it.
3167  * ==========================================================================
3168  */
3169 int
3170 zio_worst_error(int e1, int e2)
3171 {
3172         static int zio_error_rank[] = { 0, ENXIO, ECKSUM, EIO };
3173         int r1, r2;
3174
3175         for (r1 = 0; r1 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r1++)
3176                 if (e1 == zio_error_rank[r1])
3177                         break;
3178
3179         for (r2 = 0; r2 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r2++)
3180                 if (e2 == zio_error_rank[r2])
3181                         break;
3182
3183         return (r1 > r2 ? e1 : e2);
3184 }
3185
3186 /*
3187  * ==========================================================================
3188  * I/O completion
3189  * ==========================================================================
3190  */
3191 static int
3192 zio_ready(zio_t *zio)
3193 {
3194         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3195         zio_t *pio, *pio_next;
3196
3197         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
3198             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_READY))
3199                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3200
3201         if (zio->io_ready) {
3202                 ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
3203                 ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp) ||
3204                     (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE));
3205                 ASSERT(zio->io_children[ZIO_CHILD_GANG][ZIO_WAIT_READY] == 0);
3206
3207                 zio->io_ready(zio);
3208         }
3209
3210         if (bp != NULL && bp != &zio->io_bp_copy)
3211                 zio->io_bp_copy = *bp;
3212
3213         if (zio->io_error)
3214                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
3215
3216         mutex_enter(&zio->io_lock);
3217         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = 1;
3218         pio = zio_walk_parents(zio);
3219         mutex_exit(&zio->io_lock);
3220
3221         /*
3222          * As we notify zio's parents, new parents could be added.
3223          * New parents go to the head of zio's io_parent_list, however,
3224          * so we will (correctly) not notify them.  The remainder of zio's
3225          * io_parent_list, from 'pio_next' onward, cannot change because
3226          * all parents must wait for us to be done before they can be done.
3227          */
3228         for (; pio != NULL; pio = pio_next) {
3229                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3230                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_READY);
3231         }
3232
3233         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
3234                 if (BP_IS_GANG(bp)) {
3235                         zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_NODATA;
3236                 } else {
3237                         ASSERT((uintptr_t)zio->io_data < SPA_MAXBLOCKSIZE);
3238                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
3239                 }
3240         }
3241
3242         if (zio_injection_enabled &&
3243             zio->io_spa->spa_syncing_txg == zio->io_txg)
3244                 zio_handle_ignored_writes(zio);
3245
3246         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3247 }
3248
3249 static int
3250 zio_done(zio_t *zio)
3251 {
3252         spa_t *spa = zio->io_spa;
3253         zio_t *lio = zio->io_logical;
3254         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3255         vdev_t *vd = zio->io_vd;
3256         uint64_t psize = zio->io_size;
3257         zio_t *pio, *pio_next;
3258
3259         /*
3260          * If our children haven't all completed,
3261          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
3262          */
3263         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE) ||
3264             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE) ||
3265             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE) ||
3266             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_DONE))
3267                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3268
3269         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
3270                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
3271                         ASSERT(zio->io_children[c][w] == 0);
3272
3273         if (bp != NULL && !BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
3274                 ASSERT(bp->blk_pad[0] == 0);
3275                 ASSERT(bp->blk_pad[1] == 0);
3276                 ASSERT(bcmp(bp, &zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t)) == 0 ||
3277                     (bp == zio_unique_parent(zio)->io_bp));
3278                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE && !BP_IS_HOLE(bp) &&
3279                     zio->io_bp_override == NULL &&
3280                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)) {
3281                         ASSERT(!BP_SHOULD_BYTESWAP(bp));
3282                         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(bp));
3283                         ASSERT(BP_COUNT_GANG(bp) == 0 ||
3284                             (BP_COUNT_GANG(bp) == BP_GET_NDVAS(bp)));
3285                 }
3286                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE)
3287                         VERIFY(BP_EQUAL(bp, &zio->io_bp_orig));
3288         }
3289
3290         /*
3291          * If there were child vdev/gang/ddt errors, they apply to us now.
3292          */
3293         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_VDEV);
3294         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_GANG);
3295         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_DDT);
3296
3297         /*
3298          * If the I/O on the transformed data was successful, generate any
3299          * checksum reports now while we still have the transformed data.
3300          */
3301         if (zio->io_error == 0) {
3302                 while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3303                         zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3304                         uint64_t align = zcr->zcr_align;
3305                         uint64_t asize = P2ROUNDUP(psize, align);
3306                         char *abuf = zio->io_data;
3307
3308                         if (asize != psize) {
3309                                 abuf = zio_buf_alloc(asize);
3310                                 bcopy(zio->io_data, abuf, psize);
3311                                 bzero(abuf + psize, asize - psize);
3312                         }
3313
3314                         zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3315                         zcr->zcr_next = NULL;
3316                         zcr->zcr_finish(zcr, abuf);
3317                         zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3318
3319                         if (asize != psize)
3320                                 zio_buf_free(abuf, asize);
3321                 }
3322         }
3323
3324         zio_pop_transforms(zio);        /* note: may set zio->io_error */
3325
3326         vdev_stat_update(zio, psize);
3327
3328         if (zio->io_error) {
3329                 /*
3330                  * If this I/O is attached to a particular vdev,
3331                  * generate an error message describing the I/O failure
3332                  * at the block level.  We ignore these errors if the
3333                  * device is currently unavailable.
3334                  */
3335                 if (zio->io_error != ECKSUM && vd != NULL && !vdev_is_dead(vd))
3336                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO, spa, vd, zio, 0, 0);
3337
3338                 if ((zio->io_error == EIO || !(zio->io_flags &
3339                     (ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))) &&
3340                     zio == lio) {
3341                         /*
3342                          * For logical I/O requests, tell the SPA to log the
3343                          * error and generate a logical data ereport.
3344                          */
3345                         spa_log_error(spa, zio);
3346                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DATA, spa, NULL, zio,
3347                             0, 0);
3348                 }
3349         }
3350
3351         if (zio->io_error && zio == lio) {
3352                 /*
3353                  * Determine whether zio should be reexecuted.  This will
3354                  * propagate all the way to the root via zio_notify_parent().
3355                  */
3356                 ASSERT(vd == NULL && bp != NULL);
3357                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3358
3359                 if (IO_IS_ALLOCATING(zio) &&
3360                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL)) {
3361                         if (zio->io_error != ENOSPC)
3362                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_NOW;
3363                         else
3364                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3365                 }
3366
3367                 if ((zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
3368                     zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) &&
3369                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) &&
3370                     zio->io_error == ENXIO &&
3371                     spa_load_state(spa) == SPA_LOAD_NONE &&
3372                     spa_get_failmode(spa) != ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE)
3373                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3374
3375                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL) && !zio->io_reexecute)
3376                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3377
3378                 /*
3379                  * Here is a possibly good place to attempt to do
3380                  * either combinatorial reconstruction or error correction
3381                  * based on checksums.  It also might be a good place
3382                  * to send out preliminary ereports before we suspend
3383                  * processing.
3384                  */
3385         }
3386
3387         /*
3388          * If there were logical child errors, they apply to us now.
3389          * We defer this until now to avoid conflating logical child
3390          * errors with errors that happened to the zio itself when
3391          * updating vdev stats and reporting FMA events above.
3392          */
3393         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL);
3394
3395         if ((zio->io_error || zio->io_reexecute) &&
3396             IO_IS_ALLOCATING(zio) && zio->io_gang_leader == zio &&
3397             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)))
3398                 zio_dva_unallocate(zio, zio->io_gang_tree, bp);
3399
3400         zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
3401
3402         /*
3403          * Godfather I/Os should never suspend.
3404          */
3405         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3406             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND))
3407                 zio->io_reexecute = 0;
3408
3409         if (zio->io_reexecute) {
3410                 /*
3411                  * This is a logical I/O that wants to reexecute.
3412                  *
3413                  * Reexecute is top-down.  When an i/o fails, if it's not
3414                  * the root, it simply notifies its parent and sticks around.
3415                  * The parent, seeing that it still has children in zio_done(),
3416                  * does the same.  This percolates all the way up to the root.
3417                  * The root i/o will reexecute or suspend the entire tree.
3418                  *
3419                  * This approach ensures that zio_reexecute() honors
3420                  * all the original i/o dependency relationships, e.g.
3421                  * parents not executing until children are ready.
3422                  */
3423                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3424
3425                 zio->io_gang_leader = NULL;
3426
3427                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3428                 zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3429                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3430
3431                 /*
3432                  * "The Godfather" I/O monitors its children but is
3433                  * not a true parent to them. It will track them through
3434                  * the pipeline but severs its ties whenever they get into
3435                  * trouble (e.g. suspended). This allows "The Godfather"
3436                  * I/O to return status without blocking.
3437                  */
3438                 for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3439                         zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3440                         pio_next = zio_walk_parents(zio);
3441
3442                         if ((pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3443                             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND)) {
3444                                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3445                                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3446                         }
3447                 }
3448
3449                 if ((pio = zio_unique_parent(zio)) != NULL) {
3450                         /*
3451                          * We're not a root i/o, so there's nothing to do
3452                          * but notify our parent.  Don't propagate errors
3453                          * upward since we haven't permanently failed yet.
3454                          */
3455                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
3456                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
3457                         zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3458                 } else if (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND) {
3459                         /*
3460                          * We'd fail again if we reexecuted now, so suspend
3461                          * until conditions improve (e.g. device comes online).
3462                          */
3463                         zio_suspend(spa, zio);
3464                 } else {
3465                         /*
3466                          * Reexecution is potentially a huge amount of work.
3467                          * Hand it off to the otherwise-unused claim taskq.
3468                          */
3469 #if defined(illumos) || !defined(_KERNEL)
3470                         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_next == NULL);
3471 #else
3472                         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_task.ta_pending == 0);
3473 #endif
3474                         spa_taskq_dispatch_ent(spa, ZIO_TYPE_CLAIM,
3475                             ZIO_TASKQ_ISSUE, (task_func_t *)zio_reexecute, zio,
3476                             0, &zio->io_tqent);
3477                 }
3478                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3479         }
3480
3481         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
3482         ASSERT(zio->io_reexecute == 0);
3483         ASSERT(zio->io_error == 0 || (zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL));
3484
3485         /*
3486          * Report any checksum errors, since the I/O is complete.
3487          */
3488         while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3489                 zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3490                 zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3491                 zcr->zcr_next = NULL;
3492                 zcr->zcr_finish(zcr, NULL);
3493                 zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3494         }
3495
3496         /*
3497          * It is the responsibility of the done callback to ensure that this
3498          * particular zio is no longer discoverable for adoption, and as
3499          * such, cannot acquire any new parents.
3500          */
3501         if (zio->io_done)
3502                 zio->io_done(zio);
3503
3504         mutex_enter(&zio->io_lock);
3505         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3506         mutex_exit(&zio->io_lock);
3507
3508         for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3509                 zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3510                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3511                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3512                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3513         }
3514
3515         if (zio->io_waiter != NULL) {
3516                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3517                 zio->io_executor = NULL;
3518                 cv_broadcast(&zio->io_cv);
3519                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3520         } else {
3521                 zio_destroy(zio);
3522         }
3523
3524         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3525 }
3526
3527 /*
3528  * ==========================================================================
3529  * I/O pipeline definition
3530  * ==========================================================================
3531  */
3532 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[] = {
3533         NULL,
3534         zio_read_bp_init,
3535         zio_free_bp_init,
3536         zio_issue_async,
3537         zio_write_bp_init,
3538         zio_checksum_generate,
3539         zio_nop_write,
3540         zio_ddt_read_start,
3541         zio_ddt_read_done,
3542         zio_ddt_write,
3543         zio_ddt_free,
3544         zio_gang_assemble,
3545         zio_gang_issue,
3546         zio_dva_allocate,
3547         zio_dva_free,
3548         zio_dva_claim,
3549         zio_ready,
3550         zio_vdev_io_start,
3551         zio_vdev_io_done,
3552         zio_vdev_io_assess,
3553         zio_checksum_verify,
3554         zio_done
3555 };
3556
3557
3558
3559
3560 /*
3561  * Compare two zbookmark_phys_t's to see which we would reach first in a
3562  * pre-order traversal of the object tree.
3563  *
3564  * This is simple in every case aside from the meta-dnode object. For all other
3565  * objects, we traverse them in order (object 1 before object 2, and so on).
3566  * However, all of these objects are traversed while traversing object 0, since
3567  * the data it points to is the list of objects.  Thus, we need to convert to a
3568  * canonical representation so we can compare meta-dnode bookmarks to
3569  * non-meta-dnode bookmarks.
3570  *
3571  * We do this by calculating "equivalents" for each field of the zbookmark.
3572  * zbookmarks outside of the meta-dnode use their own object and level, and
3573  * calculate the level 0 equivalent (the first L0 blkid that is contained in the
3574  * blocks this bookmark refers to) by multiplying their blkid by their span
3575  * (the number of L0 blocks contained within one block at their level).
3576  * zbookmarks inside the meta-dnode calculate their object equivalent
3577  * (which is L0equiv * dnodes per data block), use 0 for their L0equiv, and use
3578  * level + 1<<31 (any value larger than a level could ever be) for their level.
3579  * This causes them to always compare before a bookmark in their object
3580  * equivalent, compare appropriately to bookmarks in other objects, and to
3581  * compare appropriately to other bookmarks in the meta-dnode.
3582  */
3583 int
3584 zbookmark_compare(uint16_t dbss1, uint8_t ibs1, uint16_t dbss2, uint8_t ibs2,
3585     const zbookmark_phys_t *zb1, const zbookmark_phys_t *zb2)
3586 {
3587         /*
3588          * These variables represent the "equivalent" values for the zbookmark,
3589          * after converting zbookmarks inside the meta dnode to their
3590          * normal-object equivalents.
3591          */
3592         uint64_t zb1obj, zb2obj;
3593         uint64_t zb1L0, zb2L0;
3594         uint64_t zb1level, zb2level;
3595
3596         if (zb1->zb_object == zb2->zb_object &&
3597             zb1->zb_level == zb2->zb_level &&
3598             zb1->zb_blkid == zb2->zb_blkid)
3599                 return (0);
3600
3601         /*
3602          * BP_SPANB calculates the span in blocks.
3603          */
3604         zb1L0 = (zb1->zb_blkid) * BP_SPANB(ibs1, zb1->zb_level);
3605         zb2L0 = (zb2->zb_blkid) * BP_SPANB(ibs2, zb2->zb_level);
3606
3607         if (zb1->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3608                 zb1obj = zb1L0 * (dbss1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT - DNODE_SHIFT));
3609                 zb1L0 = 0;
3610                 zb1level = zb1->zb_level + COMPARE_META_LEVEL;
3611         } else {
3612                 zb1obj = zb1->zb_object;
3613                 zb1level = zb1->zb_level;
3614         }
3615
3616         if (zb2->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3617                 zb2obj = zb2L0 * (dbss2 << (SPA_MINBLOCKSHIFT - DNODE_SHIFT));
3618                 zb2L0 = 0;
3619                 zb2level = zb2->zb_level + COMPARE_META_LEVEL;
3620         } else {
3621                 zb2obj = zb2->zb_object;
3622                 zb2level = zb2->zb_level;
3623         }
3624
3625         /* Now that we have a canonical representation, do the comparison. */
3626         if (zb1obj != zb2obj)
3627                 return (zb1obj < zb2obj ? -1 : 1);
3628         else if (zb1L0 != zb2L0)
3629                 return (zb1L0 < zb2L0 ? -1 : 1);
3630         else if (zb1level != zb2level)
3631                 return (zb1level > zb2level ? -1 : 1);
3632         /*
3633          * This can (theoretically) happen if the bookmarks have the same object
3634          * and level, but different blkids, if the block sizes are not the same.
3635          * There is presently no way to change the indirect block sizes
3636          */
3637         return (0);
3638 }
3639
3640 /*
3641  *  This function checks the following: given that last_block is the place that
3642  *  our traversal stopped last time, does that guarantee that we've visited
3643  *  every node under subtree_root?  Therefore, we can't just use the raw output
3644  *  of zbookmark_compare.  We have to pass in a modified version of
3645  *  subtree_root; by incrementing the block id, and then checking whether
3646  *  last_block is before or equal to that, we can tell whether or not having
3647  *  visited last_block implies that all of subtree_root's children have been
3648  *  visited.
3649  */
3650 boolean_t
3651 zbookmark_subtree_completed(const dnode_phys_t *dnp,
3652     const zbookmark_phys_t *subtree_root, const zbookmark_phys_t *last_block)
3653 {
3654         zbookmark_phys_t mod_zb = *subtree_root;
3655         mod_zb.zb_blkid++;
3656         ASSERT(last_block->zb_level == 0);
3657
3658         /* The objset_phys_t isn't before anything. */
3659         if (dnp == NULL)
3660                 return (B_FALSE);
3661
3662         /*
3663          * We pass in 1ULL << (DNODE_BLOCK_SHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT) for the
3664          * data block size in sectors, because that variable is only used if
3665          * the bookmark refers to a block in the meta-dnode.  Since we don't
3666          * know without examining it what object it refers to, and there's no
3667          * harm in passing in this value in other cases, we always pass it in.
3668          *
3669          * We pass in 0 for the indirect block size shift because zb2 must be
3670          * level 0.  The indirect block size is only used to calculate the span
3671          * of the bookmark, but since the bookmark must be level 0, the span is
3672          * always 1, so the math works out.
3673          *
3674          * If you make changes to how the zbookmark_compare code works, be sure
3675          * to make sure that this code still works afterwards.
3676          */
3677         return (zbookmark_compare(dnp->dn_datablkszsec, dnp->dn_indblkshift,
3678             1ULL << (DNODE_BLOCK_SHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT), 0, &mod_zb,
3679             last_block) <= 0);
3680 }