]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/zio.c
MFC r296510, r296563, r296567: MFV r296505:
[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, 2015 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2011 Nexenta Systems, Inc. All rights reserved.
25  */
26
27 #include <sys/sysmacros.h>
28 #include <sys/zfs_context.h>
29 #include <sys/fm/fs/zfs.h>
30 #include <sys/spa.h>
31 #include <sys/txg.h>
32 #include <sys/spa_impl.h>
33 #include <sys/vdev_impl.h>
34 #include <sys/zio_impl.h>
35 #include <sys/zio_compress.h>
36 #include <sys/zio_checksum.h>
37 #include <sys/dmu_objset.h>
38 #include <sys/arc.h>
39 #include <sys/ddt.h>
40 #include <sys/trim_map.h>
41 #include <sys/blkptr.h>
42 #include <sys/zfeature.h>
43
44 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
45 SYSCTL_NODE(_vfs_zfs, OID_AUTO, zio, CTLFLAG_RW, 0, "ZFS ZIO");
46 #if defined(__amd64__)
47 static int zio_use_uma = 1;
48 #else
49 static int zio_use_uma = 0;
50 #endif
51 TUNABLE_INT("vfs.zfs.zio.use_uma", &zio_use_uma);
52 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, use_uma, CTLFLAG_RDTUN, &zio_use_uma, 0,
53     "Use uma(9) for ZIO allocations");
54 static int zio_exclude_metadata = 0;
55 TUNABLE_INT("vfs.zfs.zio.exclude_metadata", &zio_exclude_metadata);
56 SYSCTL_INT(_vfs_zfs_zio, OID_AUTO, exclude_metadata, CTLFLAG_RDTUN, &zio_exclude_metadata, 0,
57     "Exclude metadata buffers from dumps as well");
58
59 zio_trim_stats_t zio_trim_stats = {
60         { "bytes",              KSTAT_DATA_UINT64,
61           "Number of bytes successfully TRIMmed" },
62         { "success",            KSTAT_DATA_UINT64,
63           "Number of successful TRIM requests" },
64         { "unsupported",        KSTAT_DATA_UINT64,
65           "Number of TRIM requests that failed because TRIM is not supported" },
66         { "failed",             KSTAT_DATA_UINT64,
67           "Number of TRIM requests that failed for reasons other than not supported" },
68 };
69
70 static kstat_t *zio_trim_ksp;
71
72 /*
73  * ==========================================================================
74  * I/O type descriptions
75  * ==========================================================================
76  */
77 const char *zio_type_name[ZIO_TYPES] = {
78         "zio_null", "zio_read", "zio_write", "zio_free", "zio_claim",
79         "zio_ioctl"
80 };
81
82 /*
83  * ==========================================================================
84  * I/O kmem caches
85  * ==========================================================================
86  */
87 kmem_cache_t *zio_cache;
88 kmem_cache_t *zio_link_cache;
89 kmem_cache_t *zio_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
90 kmem_cache_t *zio_data_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
91
92 #ifdef _KERNEL
93 extern vmem_t *zio_alloc_arena;
94 #endif
95
96 #define ZIO_PIPELINE_CONTINUE           0x100
97 #define ZIO_PIPELINE_STOP               0x101
98
99 #define BP_SPANB(indblkshift, level) \
100         (((uint64_t)1) << ((level) * ((indblkshift) - SPA_BLKPTRSHIFT)))
101 #define COMPARE_META_LEVEL      0x80000000ul
102 /*
103  * The following actions directly effect the spa's sync-to-convergence logic.
104  * The values below define the sync pass when we start performing the action.
105  * Care should be taken when changing these values as they directly impact
106  * spa_sync() performance. Tuning these values may introduce subtle performance
107  * pathologies and should only be done in the context of performance analysis.
108  * These tunables will eventually be removed and replaced with #defines once
109  * enough analysis has been done to determine optimal values.
110  *
111  * The 'zfs_sync_pass_deferred_free' pass must be greater than 1 to ensure that
112  * regular blocks are not deferred.
113  */
114 int zfs_sync_pass_deferred_free = 2; /* defer frees starting in this pass */
115 TUNABLE_INT("vfs.zfs.sync_pass_deferred_free", &zfs_sync_pass_deferred_free);
116 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_deferred_free, CTLFLAG_RDTUN,
117     &zfs_sync_pass_deferred_free, 0, "defer frees starting in this pass");
118 int zfs_sync_pass_dont_compress = 5; /* don't compress starting in this pass */
119 TUNABLE_INT("vfs.zfs.sync_pass_dont_compress", &zfs_sync_pass_dont_compress);
120 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_dont_compress, CTLFLAG_RDTUN,
121     &zfs_sync_pass_dont_compress, 0, "don't compress starting in this pass");
122 int zfs_sync_pass_rewrite = 2; /* rewrite new bps starting in this pass */
123 TUNABLE_INT("vfs.zfs.sync_pass_rewrite", &zfs_sync_pass_rewrite);
124 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, sync_pass_rewrite, CTLFLAG_RDTUN,
125     &zfs_sync_pass_rewrite, 0, "rewrite new bps starting in this pass");
126
127 /*
128  * An allocating zio is one that either currently has the DVA allocate
129  * stage set or will have it later in its lifetime.
130  */
131 #define IO_IS_ALLOCATING(zio) ((zio)->io_orig_pipeline & ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE)
132
133 boolean_t       zio_requeue_io_start_cut_in_line = B_TRUE;
134
135 #ifdef ZFS_DEBUG
136 int zio_buf_debug_limit = 16384;
137 #else
138 int zio_buf_debug_limit = 0;
139 #endif
140
141 void
142 zio_init(void)
143 {
144         size_t c;
145         zio_cache = kmem_cache_create("zio_cache",
146             sizeof (zio_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
147         zio_link_cache = kmem_cache_create("zio_link_cache",
148             sizeof (zio_link_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
149         if (!zio_use_uma)
150                 goto out;
151
152         /*
153          * For small buffers, we want a cache for each multiple of
154          * SPA_MINBLOCKSIZE.  For larger buffers, we want a cache
155          * for each quarter-power of 2.
156          */
157         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
158                 size_t size = (c + 1) << SPA_MINBLOCKSHIFT;
159                 size_t p2 = size;
160                 size_t align = 0;
161                 size_t cflags = (size > zio_buf_debug_limit) ? KMC_NODEBUG : 0;
162
163                 while (!ISP2(p2))
164                         p2 &= p2 - 1;
165
166 #ifdef illumos
167 #ifndef _KERNEL
168                 /*
169                  * If we are using watchpoints, put each buffer on its own page,
170                  * to eliminate the performance overhead of trapping to the
171                  * kernel when modifying a non-watched buffer that shares the
172                  * page with a watched buffer.
173                  */
174                 if (arc_watch && !IS_P2ALIGNED(size, PAGESIZE))
175                         continue;
176 #endif
177 #endif /* illumos */
178                 if (size <= 4 * SPA_MINBLOCKSIZE) {
179                         align = SPA_MINBLOCKSIZE;
180                 } else if (IS_P2ALIGNED(size, p2 >> 2)) {
181                         align = MIN(p2 >> 2, PAGESIZE);
182                 }
183
184                 if (align != 0) {
185                         char name[36];
186                         (void) sprintf(name, "zio_buf_%lu", (ulong_t)size);
187                         zio_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
188                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, cflags);
189
190                         /*
191                          * Since zio_data bufs do not appear in crash dumps, we
192                          * pass KMC_NOTOUCH so that no allocator metadata is
193                          * stored with the buffers.
194                          */
195                         (void) sprintf(name, "zio_data_buf_%lu", (ulong_t)size);
196                         zio_data_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
197                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
198                             cflags | KMC_NOTOUCH | KMC_NODEBUG);
199                 }
200         }
201
202         while (--c != 0) {
203                 ASSERT(zio_buf_cache[c] != NULL);
204                 if (zio_buf_cache[c - 1] == NULL)
205                         zio_buf_cache[c - 1] = zio_buf_cache[c];
206
207                 ASSERT(zio_data_buf_cache[c] != NULL);
208                 if (zio_data_buf_cache[c - 1] == NULL)
209                         zio_data_buf_cache[c - 1] = zio_data_buf_cache[c];
210         }
211 out:
212
213         zio_inject_init();
214
215         zio_trim_ksp = kstat_create("zfs", 0, "zio_trim", "misc",
216             KSTAT_TYPE_NAMED,
217             sizeof(zio_trim_stats) / sizeof(kstat_named_t),
218             KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
219
220         if (zio_trim_ksp != NULL) {
221                 zio_trim_ksp->ks_data = &zio_trim_stats;
222                 kstat_install(zio_trim_ksp);
223         }
224 }
225
226 void
227 zio_fini(void)
228 {
229         size_t c;
230         kmem_cache_t *last_cache = NULL;
231         kmem_cache_t *last_data_cache = NULL;
232
233         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
234                 if (zio_buf_cache[c] != last_cache) {
235                         last_cache = zio_buf_cache[c];
236                         kmem_cache_destroy(zio_buf_cache[c]);
237                 }
238                 zio_buf_cache[c] = NULL;
239
240                 if (zio_data_buf_cache[c] != last_data_cache) {
241                         last_data_cache = zio_data_buf_cache[c];
242                         kmem_cache_destroy(zio_data_buf_cache[c]);
243                 }
244                 zio_data_buf_cache[c] = NULL;
245         }
246
247         kmem_cache_destroy(zio_link_cache);
248         kmem_cache_destroy(zio_cache);
249
250         zio_inject_fini();
251
252         if (zio_trim_ksp != NULL) {
253                 kstat_delete(zio_trim_ksp);
254                 zio_trim_ksp = NULL;
255         }
256 }
257
258 /*
259  * ==========================================================================
260  * Allocate and free I/O buffers
261  * ==========================================================================
262  */
263
264 /*
265  * Use zio_buf_alloc to allocate ZFS metadata.  This data will appear in a
266  * crashdump if the kernel panics, so use it judiciously.  Obviously, it's
267  * useful to inspect ZFS metadata, but if possible, we should avoid keeping
268  * excess / transient data in-core during a crashdump.
269  */
270 void *
271 zio_buf_alloc(size_t size)
272 {
273         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
274         int flags = zio_exclude_metadata ? KM_NODEBUG : 0;
275
276         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
277
278         if (zio_use_uma)
279                 return (kmem_cache_alloc(zio_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
280         else
281                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP|flags));
282 }
283
284 /*
285  * Use zio_data_buf_alloc to allocate data.  The data will not appear in a
286  * crashdump if the kernel panics.  This exists so that we will limit the amount
287  * of ZFS data that shows up in a kernel crashdump.  (Thus reducing the amount
288  * of kernel heap dumped to disk when the kernel panics)
289  */
290 void *
291 zio_data_buf_alloc(size_t size)
292 {
293         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
294
295         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
296
297         if (zio_use_uma)
298                 return (kmem_cache_alloc(zio_data_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
299         else
300                 return (kmem_alloc(size, KM_SLEEP | KM_NODEBUG));
301 }
302
303 void
304 zio_buf_free(void *buf, size_t size)
305 {
306         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
307
308         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
309
310         if (zio_use_uma)
311                 kmem_cache_free(zio_buf_cache[c], buf);
312         else
313                 kmem_free(buf, size);
314 }
315
316 void
317 zio_data_buf_free(void *buf, size_t size)
318 {
319         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
320
321         VERIFY3U(c, <, SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
322
323         if (zio_use_uma)
324                 kmem_cache_free(zio_data_buf_cache[c], buf);
325         else
326                 kmem_free(buf, size);
327 }
328
329 /*
330  * ==========================================================================
331  * Push and pop I/O transform buffers
332  * ==========================================================================
333  */
334 static void
335 zio_push_transform(zio_t *zio, void *data, uint64_t size, uint64_t bufsize,
336     zio_transform_func_t *transform)
337 {
338         zio_transform_t *zt = kmem_alloc(sizeof (zio_transform_t), KM_SLEEP);
339
340         zt->zt_orig_data = zio->io_data;
341         zt->zt_orig_size = zio->io_size;
342         zt->zt_bufsize = bufsize;
343         zt->zt_transform = transform;
344
345         zt->zt_next = zio->io_transform_stack;
346         zio->io_transform_stack = zt;
347
348         zio->io_data = data;
349         zio->io_size = size;
350 }
351
352 static void
353 zio_pop_transforms(zio_t *zio)
354 {
355         zio_transform_t *zt;
356
357         while ((zt = zio->io_transform_stack) != NULL) {
358                 if (zt->zt_transform != NULL)
359                         zt->zt_transform(zio,
360                             zt->zt_orig_data, zt->zt_orig_size);
361
362                 if (zt->zt_bufsize != 0)
363                         zio_buf_free(zio->io_data, zt->zt_bufsize);
364
365                 zio->io_data = zt->zt_orig_data;
366                 zio->io_size = zt->zt_orig_size;
367                 zio->io_transform_stack = zt->zt_next;
368
369                 kmem_free(zt, sizeof (zio_transform_t));
370         }
371 }
372
373 /*
374  * ==========================================================================
375  * I/O transform callbacks for subblocks and decompression
376  * ==========================================================================
377  */
378 static void
379 zio_subblock(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
380 {
381         ASSERT(zio->io_size > size);
382
383         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
384                 bcopy(zio->io_data, data, size);
385 }
386
387 static void
388 zio_decompress(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
389 {
390         if (zio->io_error == 0 &&
391             zio_decompress_data(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp),
392             zio->io_data, data, zio->io_size, size) != 0)
393                 zio->io_error = SET_ERROR(EIO);
394 }
395
396 /*
397  * ==========================================================================
398  * I/O parent/child relationships and pipeline interlocks
399  * ==========================================================================
400  */
401 /*
402  * NOTE - Callers to zio_walk_parents() and zio_walk_children must
403  *        continue calling these functions until they return NULL.
404  *        Otherwise, the next caller will pick up the list walk in
405  *        some indeterminate state.  (Otherwise every caller would
406  *        have to pass in a cookie to keep the state represented by
407  *        io_walk_link, which gets annoying.)
408  */
409 zio_t *
410 zio_walk_parents(zio_t *cio)
411 {
412         zio_link_t *zl = cio->io_walk_link;
413         list_t *pl = &cio->io_parent_list;
414
415         zl = (zl == NULL) ? list_head(pl) : list_next(pl, zl);
416         cio->io_walk_link = zl;
417
418         if (zl == NULL)
419                 return (NULL);
420
421         ASSERT(zl->zl_child == cio);
422         return (zl->zl_parent);
423 }
424
425 zio_t *
426 zio_walk_children(zio_t *pio)
427 {
428         zio_link_t *zl = pio->io_walk_link;
429         list_t *cl = &pio->io_child_list;
430
431         zl = (zl == NULL) ? list_head(cl) : list_next(cl, zl);
432         pio->io_walk_link = zl;
433
434         if (zl == NULL)
435                 return (NULL);
436
437         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
438         return (zl->zl_child);
439 }
440
441 zio_t *
442 zio_unique_parent(zio_t *cio)
443 {
444         zio_t *pio = zio_walk_parents(cio);
445
446         VERIFY(zio_walk_parents(cio) == NULL);
447         return (pio);
448 }
449
450 void
451 zio_add_child(zio_t *pio, zio_t *cio)
452 {
453         zio_link_t *zl = kmem_cache_alloc(zio_link_cache, KM_SLEEP);
454
455         /*
456          * Logical I/Os can have logical, gang, or vdev children.
457          * Gang I/Os can have gang or vdev children.
458          * Vdev I/Os can only have vdev children.
459          * The following ASSERT captures all of these constraints.
460          */
461         ASSERT(cio->io_child_type <= pio->io_child_type);
462
463         zl->zl_parent = pio;
464         zl->zl_child = cio;
465
466         mutex_enter(&cio->io_lock);
467         mutex_enter(&pio->io_lock);
468
469         ASSERT(pio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] == 0);
470
471         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
472                 pio->io_children[cio->io_child_type][w] += !cio->io_state[w];
473
474         list_insert_head(&pio->io_child_list, zl);
475         list_insert_head(&cio->io_parent_list, zl);
476
477         pio->io_child_count++;
478         cio->io_parent_count++;
479
480         mutex_exit(&pio->io_lock);
481         mutex_exit(&cio->io_lock);
482 }
483
484 static void
485 zio_remove_child(zio_t *pio, zio_t *cio, zio_link_t *zl)
486 {
487         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
488         ASSERT(zl->zl_child == cio);
489
490         mutex_enter(&cio->io_lock);
491         mutex_enter(&pio->io_lock);
492
493         list_remove(&pio->io_child_list, zl);
494         list_remove(&cio->io_parent_list, zl);
495
496         pio->io_child_count--;
497         cio->io_parent_count--;
498
499         mutex_exit(&pio->io_lock);
500         mutex_exit(&cio->io_lock);
501
502         kmem_cache_free(zio_link_cache, zl);
503 }
504
505 static boolean_t
506 zio_wait_for_children(zio_t *zio, enum zio_child child, enum zio_wait_type wait)
507 {
508         uint64_t *countp = &zio->io_children[child][wait];
509         boolean_t waiting = B_FALSE;
510
511         mutex_enter(&zio->io_lock);
512         ASSERT(zio->io_stall == NULL);
513         if (*countp != 0) {
514                 zio->io_stage >>= 1;
515                 zio->io_stall = countp;
516                 waiting = B_TRUE;
517         }
518         mutex_exit(&zio->io_lock);
519
520         return (waiting);
521 }
522
523 static void
524 zio_notify_parent(zio_t *pio, zio_t *zio, enum zio_wait_type wait)
525 {
526         uint64_t *countp = &pio->io_children[zio->io_child_type][wait];
527         int *errorp = &pio->io_child_error[zio->io_child_type];
528
529         mutex_enter(&pio->io_lock);
530         if (zio->io_error && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))
531                 *errorp = zio_worst_error(*errorp, zio->io_error);
532         pio->io_reexecute |= zio->io_reexecute;
533         ASSERT3U(*countp, >, 0);
534
535         (*countp)--;
536
537         if (*countp == 0 && pio->io_stall == countp) {
538                 pio->io_stall = NULL;
539                 mutex_exit(&pio->io_lock);
540                 zio_execute(pio);
541         } else {
542                 mutex_exit(&pio->io_lock);
543         }
544 }
545
546 static void
547 zio_inherit_child_errors(zio_t *zio, enum zio_child c)
548 {
549         if (zio->io_child_error[c] != 0 && zio->io_error == 0)
550                 zio->io_error = zio->io_child_error[c];
551 }
552
553 /*
554  * ==========================================================================
555  * Create the various types of I/O (read, write, free, etc)
556  * ==========================================================================
557  */
558 static zio_t *
559 zio_create(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
560     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
561     zio_type_t type, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
562     vdev_t *vd, uint64_t offset, const zbookmark_phys_t *zb,
563     enum zio_stage stage, enum zio_stage pipeline)
564 {
565         zio_t *zio;
566
567         ASSERT3U(type == ZIO_TYPE_FREE || size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
568         ASSERT(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
569         ASSERT(P2PHASE(offset, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
570
571         ASSERT(!vd || spa_config_held(spa, SCL_STATE_ALL, RW_READER));
572         ASSERT(!bp || !(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER));
573         ASSERT(vd || stage == ZIO_STAGE_OPEN);
574
575         zio = kmem_cache_alloc(zio_cache, KM_SLEEP);
576         bzero(zio, sizeof (zio_t));
577
578         mutex_init(&zio->io_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
579         cv_init(&zio->io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
580
581         list_create(&zio->io_parent_list, sizeof (zio_link_t),
582             offsetof(zio_link_t, zl_parent_node));
583         list_create(&zio->io_child_list, sizeof (zio_link_t),
584             offsetof(zio_link_t, zl_child_node));
585
586         if (vd != NULL)
587                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_VDEV;
588         else if (flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD)
589                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_GANG;
590         else if (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD)
591                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_DDT;
592         else
593                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_LOGICAL;
594
595         if (bp != NULL) {
596                 zio->io_bp = (blkptr_t *)bp;
597                 zio->io_bp_copy = *bp;
598                 zio->io_bp_orig = *bp;
599                 if (type != ZIO_TYPE_WRITE ||
600                     zio->io_child_type == ZIO_CHILD_DDT)
601                         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;  /* so caller can free */
602                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
603                         zio->io_logical = zio;
604                 if (zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG && BP_IS_GANG(bp))
605                         pipeline |= ZIO_GANG_STAGES;
606         }
607
608         zio->io_spa = spa;
609         zio->io_txg = txg;
610         zio->io_done = done;
611         zio->io_private = private;
612         zio->io_type = type;
613         zio->io_priority = priority;
614         zio->io_vd = vd;
615         zio->io_offset = offset;
616         zio->io_orig_data = zio->io_data = data;
617         zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
618         zio->io_orig_flags = zio->io_flags = flags;
619         zio->io_orig_stage = zio->io_stage = stage;
620         zio->io_orig_pipeline = zio->io_pipeline = pipeline;
621
622         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = (stage >= ZIO_STAGE_READY);
623         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = (stage >= ZIO_STAGE_DONE);
624
625         if (zb != NULL)
626                 zio->io_bookmark = *zb;
627
628         if (pio != NULL) {
629                 if (zio->io_logical == NULL)
630                         zio->io_logical = pio->io_logical;
631                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG)
632                         zio->io_gang_leader = pio->io_gang_leader;
633                 zio_add_child(pio, zio);
634         }
635
636         return (zio);
637 }
638
639 static void
640 zio_destroy(zio_t *zio)
641 {
642         list_destroy(&zio->io_parent_list);
643         list_destroy(&zio->io_child_list);
644         mutex_destroy(&zio->io_lock);
645         cv_destroy(&zio->io_cv);
646         kmem_cache_free(zio_cache, zio);
647 }
648
649 zio_t *
650 zio_null(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, zio_done_func_t *done,
651     void *private, enum zio_flag flags)
652 {
653         zio_t *zio;
654
655         zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
656             ZIO_TYPE_NULL, ZIO_PRIORITY_NOW, flags, vd, 0, NULL,
657             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_INTERLOCK_PIPELINE);
658
659         return (zio);
660 }
661
662 zio_t *
663 zio_root(spa_t *spa, zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
664 {
665         return (zio_null(NULL, spa, NULL, done, private, flags));
666 }
667
668 void
669 zfs_blkptr_verify(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
670 {
671         if (!DMU_OT_IS_VALID(BP_GET_TYPE(bp))) {
672                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid TYPE %llu",
673                     bp, (longlong_t)BP_GET_TYPE(bp));
674         }
675         if (BP_GET_CHECKSUM(bp) >= ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS ||
676             BP_GET_CHECKSUM(bp) <= ZIO_CHECKSUM_ON) {
677                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid CHECKSUM %llu",
678                     bp, (longlong_t)BP_GET_CHECKSUM(bp));
679         }
680         if (BP_GET_COMPRESS(bp) >= ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS ||
681             BP_GET_COMPRESS(bp) <= ZIO_COMPRESS_ON) {
682                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid COMPRESS %llu",
683                     bp, (longlong_t)BP_GET_COMPRESS(bp));
684         }
685         if (BP_GET_LSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
686                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid LSIZE %llu",
687                     bp, (longlong_t)BP_GET_LSIZE(bp));
688         }
689         if (BP_GET_PSIZE(bp) > SPA_MAXBLOCKSIZE) {
690                 zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid PSIZE %llu",
691                     bp, (longlong_t)BP_GET_PSIZE(bp));
692         }
693
694         if (BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
695                 if (BPE_GET_ETYPE(bp) > NUM_BP_EMBEDDED_TYPES) {
696                         zfs_panic_recover("blkptr at %p has invalid ETYPE %llu",
697                             bp, (longlong_t)BPE_GET_ETYPE(bp));
698                 }
699         }
700
701         /*
702          * Pool-specific checks.
703          *
704          * Note: it would be nice to verify that the blk_birth and
705          * BP_PHYSICAL_BIRTH() are not too large.  However, spa_freeze()
706          * allows the birth time of log blocks (and dmu_sync()-ed blocks
707          * that are in the log) to be arbitrarily large.
708          */
709         for (int i = 0; i < BP_GET_NDVAS(bp); i++) {
710                 uint64_t vdevid = DVA_GET_VDEV(&bp->blk_dva[i]);
711                 if (vdevid >= spa->spa_root_vdev->vdev_children) {
712                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
713                             "VDEV %llu",
714                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
715                         continue;
716                 }
717                 vdev_t *vd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[vdevid];
718                 if (vd == NULL) {
719                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
720                             "VDEV %llu",
721                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
722                         continue;
723                 }
724                 if (vd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
725                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has hole "
726                             "VDEV %llu",
727                             bp, i, (longlong_t)vdevid);
728                         continue;
729                 }
730                 if (vd->vdev_ops == &vdev_missing_ops) {
731                         /*
732                          * "missing" vdevs are valid during import, but we
733                          * don't have their detailed info (e.g. asize), so
734                          * we can't perform any more checks on them.
735                          */
736                         continue;
737                 }
738                 uint64_t offset = DVA_GET_OFFSET(&bp->blk_dva[i]);
739                 uint64_t asize = DVA_GET_ASIZE(&bp->blk_dva[i]);
740                 if (BP_IS_GANG(bp))
741                         asize = vdev_psize_to_asize(vd, SPA_GANGBLOCKSIZE);
742                 if (offset + asize > vd->vdev_asize) {
743                         zfs_panic_recover("blkptr at %p DVA %u has invalid "
744                             "OFFSET %llu",
745                             bp, i, (longlong_t)offset);
746                 }
747         }
748 }
749
750 zio_t *
751 zio_read(zio_t *pio, spa_t *spa, const blkptr_t *bp,
752     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
753     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_phys_t *zb)
754 {
755         zio_t *zio;
756
757         zfs_blkptr_verify(spa, bp);
758
759         zio = zio_create(pio, spa, BP_PHYSICAL_BIRTH(bp), bp,
760             data, size, done, private,
761             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, NULL, 0, zb,
762             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
763             ZIO_DDT_CHILD_READ_PIPELINE : ZIO_READ_PIPELINE);
764
765         return (zio);
766 }
767
768 zio_t *
769 zio_write(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp,
770     void *data, uint64_t size, const zio_prop_t *zp,
771     zio_done_func_t *ready, zio_done_func_t *physdone, zio_done_func_t *done,
772     void *private,
773     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_phys_t *zb)
774 {
775         zio_t *zio;
776
777         ASSERT(zp->zp_checksum >= ZIO_CHECKSUM_OFF &&
778             zp->zp_checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS &&
779             zp->zp_compress >= ZIO_COMPRESS_OFF &&
780             zp->zp_compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS &&
781             DMU_OT_IS_VALID(zp->zp_type) &&
782             zp->zp_level < 32 &&
783             zp->zp_copies > 0 &&
784             zp->zp_copies <= spa_max_replication(spa));
785
786         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
787             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
788             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
789             ZIO_DDT_CHILD_WRITE_PIPELINE : ZIO_WRITE_PIPELINE);
790
791         zio->io_ready = ready;
792         zio->io_physdone = physdone;
793         zio->io_prop = *zp;
794
795         /*
796          * Data can be NULL if we are going to call zio_write_override() to
797          * provide the already-allocated BP.  But we may need the data to
798          * verify a dedup hit (if requested).  In this case, don't try to
799          * dedup (just take the already-allocated BP verbatim).
800          */
801         if (data == NULL && zio->io_prop.zp_dedup_verify) {
802                 zio->io_prop.zp_dedup = zio->io_prop.zp_dedup_verify = B_FALSE;
803         }
804
805         return (zio);
806 }
807
808 zio_t *
809 zio_rewrite(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp, void *data,
810     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
811     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, zbookmark_phys_t *zb)
812 {
813         zio_t *zio;
814
815         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
816             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
817             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_REWRITE_PIPELINE);
818
819         return (zio);
820 }
821
822 void
823 zio_write_override(zio_t *zio, blkptr_t *bp, int copies, boolean_t nopwrite)
824 {
825         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
826         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
827         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
828         ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(zio->io_spa));
829
830         /*
831          * We must reset the io_prop to match the values that existed
832          * when the bp was first written by dmu_sync() keeping in mind
833          * that nopwrite and dedup are mutually exclusive.
834          */
835         zio->io_prop.zp_dedup = nopwrite ? B_FALSE : zio->io_prop.zp_dedup;
836         zio->io_prop.zp_nopwrite = nopwrite;
837         zio->io_prop.zp_copies = copies;
838         zio->io_bp_override = bp;
839 }
840
841 void
842 zio_free(spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp)
843 {
844
845         /*
846          * The check for EMBEDDED is a performance optimization.  We
847          * process the free here (by ignoring it) rather than
848          * putting it on the list and then processing it in zio_free_sync().
849          */
850         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
851                 return;
852         metaslab_check_free(spa, bp);
853
854         /*
855          * Frees that are for the currently-syncing txg, are not going to be
856          * deferred, and which will not need to do a read (i.e. not GANG or
857          * DEDUP), can be processed immediately.  Otherwise, put them on the
858          * in-memory list for later processing.
859          */
860         if (zfs_trim_enabled || BP_IS_GANG(bp) || BP_GET_DEDUP(bp) ||
861             txg != spa->spa_syncing_txg ||
862             spa_sync_pass(spa) >= zfs_sync_pass_deferred_free) {
863                 bplist_append(&spa->spa_free_bplist[txg & TXG_MASK], bp);
864         } else {
865                 VERIFY0(zio_wait(zio_free_sync(NULL, spa, txg, bp,
866                     BP_GET_PSIZE(bp), 0)));
867         }
868 }
869
870 zio_t *
871 zio_free_sync(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
872     uint64_t size, enum zio_flag flags)
873 {
874         zio_t *zio;
875         enum zio_stage stage = ZIO_FREE_PIPELINE;
876
877         ASSERT(!BP_IS_HOLE(bp));
878         ASSERT(spa_syncing_txg(spa) == txg);
879         ASSERT(spa_sync_pass(spa) < zfs_sync_pass_deferred_free);
880
881         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
882                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
883
884         metaslab_check_free(spa, bp);
885         arc_freed(spa, bp);
886
887         if (zfs_trim_enabled)
888                 stage |= ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC | ZIO_STAGE_VDEV_IO_START |
889                     ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS;
890         /*
891          * GANG and DEDUP blocks can induce a read (for the gang block header,
892          * or the DDT), so issue them asynchronously so that this thread is
893          * not tied up.
894          */
895         else if (BP_IS_GANG(bp) || BP_GET_DEDUP(bp))
896                 stage |= ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC;
897
898         flags |= ZIO_FLAG_DONT_QUEUE;
899
900         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, size,
901             NULL, NULL, ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
902             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, stage);
903
904         return (zio);
905 }
906
907 zio_t *
908 zio_claim(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
909     zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
910 {
911         zio_t *zio;
912
913         dprintf_bp(bp, "claiming in txg %llu", txg);
914
915         if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
916                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
917
918         /*
919          * A claim is an allocation of a specific block.  Claims are needed
920          * to support immediate writes in the intent log.  The issue is that
921          * immediate writes contain committed data, but in a txg that was
922          * *not* committed.  Upon opening the pool after an unclean shutdown,
923          * the intent log claims all blocks that contain immediate write data
924          * so that the SPA knows they're in use.
925          *
926          * All claims *must* be resolved in the first txg -- before the SPA
927          * starts allocating blocks -- so that nothing is allocated twice.
928          * If txg == 0 we just verify that the block is claimable.
929          */
930         ASSERT3U(spa->spa_uberblock.ub_rootbp.blk_birth, <, spa_first_txg(spa));
931         ASSERT(txg == spa_first_txg(spa) || txg == 0);
932         ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp) || !spa_writeable(spa));       /* zdb(1M) */
933
934         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
935             done, private, ZIO_TYPE_CLAIM, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
936             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_CLAIM_PIPELINE);
937
938         return (zio);
939 }
940
941 zio_t *
942 zio_ioctl(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, int cmd, uint64_t offset,
943     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
944     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags)
945 {
946         zio_t *zio;
947         int c;
948
949         if (vd->vdev_children == 0) {
950                 zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, size, done, private,
951                     ZIO_TYPE_IOCTL, priority, flags, vd, offset, NULL,
952                     ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_IOCTL_PIPELINE);
953
954                 zio->io_cmd = cmd;
955         } else {
956                 zio = zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, flags);
957
958                 for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
959                         zio_nowait(zio_ioctl(zio, spa, vd->vdev_child[c], cmd,
960                             offset, size, done, private, priority, flags));
961         }
962
963         return (zio);
964 }
965
966 zio_t *
967 zio_read_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
968     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
969     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
970 {
971         zio_t *zio;
972
973         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
974         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
975             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
976         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
977
978         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
979             ZIO_TYPE_READ, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd, offset,
980             NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_READ_PHYS_PIPELINE);
981
982         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
983
984         return (zio);
985 }
986
987 zio_t *
988 zio_write_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
989     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
990     zio_priority_t priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
991 {
992         zio_t *zio;
993
994         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
995         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
996             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
997         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
998
999         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
1000             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL, vd, offset,
1001             NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_WRITE_PHYS_PIPELINE);
1002
1003         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
1004
1005         if (zio_checksum_table[checksum].ci_flags & ZCHECKSUM_FLAG_EMBEDDED) {
1006                 /*
1007                  * zec checksums are necessarily destructive -- they modify
1008                  * the end of the write buffer to hold the verifier/checksum.
1009                  * Therefore, we must make a local copy in case the data is
1010                  * being written to multiple places in parallel.
1011                  */
1012                 void *wbuf = zio_buf_alloc(size);
1013                 bcopy(data, wbuf, size);
1014                 zio_push_transform(zio, wbuf, size, size, NULL);
1015         }
1016
1017         return (zio);
1018 }
1019
1020 /*
1021  * Create a child I/O to do some work for us.
1022  */
1023 zio_t *
1024 zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
1025         void *data, uint64_t size, int type, zio_priority_t priority,
1026         enum zio_flag flags, zio_done_func_t *done, void *private)
1027 {
1028         enum zio_stage pipeline = ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE;
1029         zio_t *zio;
1030
1031         ASSERT(vd->vdev_parent ==
1032             (pio->io_vd ? pio->io_vd : pio->io_spa->spa_root_vdev));
1033
1034         if (type == ZIO_TYPE_READ && bp != NULL) {
1035                 /*
1036                  * If we have the bp, then the child should perform the
1037                  * checksum and the parent need not.  This pushes error
1038                  * detection as close to the leaves as possible and
1039                  * eliminates redundant checksums in the interior nodes.
1040                  */
1041                 pipeline |= ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1042                 pio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
1043         }
1044
1045         /* Not all IO types require vdev io done stage e.g. free */
1046         if (!(pio->io_pipeline & ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE))
1047                 pipeline &= ~ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE;
1048
1049         if (vd->vdev_children == 0)
1050                 offset += VDEV_LABEL_START_SIZE;
1051
1052         flags |= ZIO_VDEV_CHILD_FLAGS(pio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
1053
1054         /*
1055          * If we've decided to do a repair, the write is not speculative --
1056          * even if the original read was.
1057          */
1058         if (flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)
1059                 flags &= ~ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
1060
1061         zio = zio_create(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp, data, size,
1062             done, private, type, priority, flags, vd, offset, &pio->io_bookmark,
1063             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, pipeline);
1064
1065         zio->io_physdone = pio->io_physdone;
1066         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && zio->io_logical != NULL)
1067                 zio->io_logical->io_phys_children++;
1068
1069         return (zio);
1070 }
1071
1072 zio_t *
1073 zio_vdev_delegated_io(vdev_t *vd, uint64_t offset, void *data, uint64_t size,
1074     int type, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
1075     zio_done_func_t *done, void *private)
1076 {
1077         zio_t *zio;
1078
1079         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1080
1081         zio = zio_create(NULL, vd->vdev_spa, 0, NULL,
1082             data, size, done, private, type, priority,
1083             flags | ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_DELEGATED,
1084             vd, offset, NULL,
1085             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE);
1086
1087         return (zio);
1088 }
1089
1090 void
1091 zio_flush(zio_t *zio, vdev_t *vd)
1092 {
1093         zio_nowait(zio_ioctl(zio, zio->io_spa, vd, DKIOCFLUSHWRITECACHE, 0, 0,
1094             NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_NOW,
1095             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY));
1096 }
1097
1098 zio_t *
1099 zio_trim(zio_t *zio, spa_t *spa, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size)
1100 {
1101
1102         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1103
1104         return (zio_create(zio, spa, 0, NULL, NULL, size, NULL, NULL,
1105             ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_TRIM, ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE |
1106             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY,
1107             vd, offset, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_FREE_PHYS_PIPELINE));
1108 }
1109
1110 void
1111 zio_shrink(zio_t *zio, uint64_t size)
1112 {
1113         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1114         ASSERT(zio->io_orig_size == zio->io_size);
1115         ASSERT(size <= zio->io_size);
1116
1117         /*
1118          * We don't shrink for raidz because of problems with the
1119          * reconstruction when reading back less than the block size.
1120          * Note, BP_IS_RAIDZ() assumes no compression.
1121          */
1122         ASSERT(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp) == ZIO_COMPRESS_OFF);
1123         if (!BP_IS_RAIDZ(zio->io_bp))
1124                 zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
1125 }
1126
1127 /*
1128  * ==========================================================================
1129  * Prepare to read and write logical blocks
1130  * ==========================================================================
1131  */
1132
1133 static int
1134 zio_read_bp_init(zio_t *zio)
1135 {
1136         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1137
1138         if (BP_GET_COMPRESS(bp) != ZIO_COMPRESS_OFF &&
1139             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1140             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW)) {
1141                 uint64_t psize =
1142                     BP_IS_EMBEDDED(bp) ? BPE_GET_PSIZE(bp) : BP_GET_PSIZE(bp);
1143                 void *cbuf = zio_buf_alloc(psize);
1144
1145                 zio_push_transform(zio, cbuf, psize, psize, zio_decompress);
1146         }
1147
1148         if (BP_IS_EMBEDDED(bp) && BPE_GET_ETYPE(bp) == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1149                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1150                 decode_embedded_bp_compressed(bp, zio->io_data);
1151         } else {
1152                 ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
1153         }
1154
1155         if (!DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) && BP_GET_LEVEL(bp) == 0)
1156                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1157
1158         if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_DDT_ZAP)
1159                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1160
1161         if (BP_GET_DEDUP(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
1162                 zio->io_pipeline = ZIO_DDT_READ_PIPELINE;
1163
1164         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1165 }
1166
1167 static int
1168 zio_write_bp_init(zio_t *zio)
1169 {
1170         spa_t *spa = zio->io_spa;
1171         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
1172         enum zio_compress compress = zp->zp_compress;
1173         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1174         uint64_t lsize = zio->io_size;
1175         uint64_t psize = lsize;
1176         int pass = 1;
1177
1178         /*
1179          * If our children haven't all reached the ready stage,
1180          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
1181          */
1182         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
1183             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_READY))
1184                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1185
1186         if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
1187                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1188
1189         ASSERT(zio->io_child_type != ZIO_CHILD_DDT);
1190
1191         if (zio->io_bp_override) {
1192                 ASSERT(bp->blk_birth != zio->io_txg);
1193                 ASSERT(BP_GET_DEDUP(zio->io_bp_override) == 0);
1194
1195                 *bp = *zio->io_bp_override;
1196                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1197
1198                 if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
1199                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1200
1201                 /*
1202                  * If we've been overridden and nopwrite is set then
1203                  * set the flag accordingly to indicate that a nopwrite
1204                  * has already occurred.
1205                  */
1206                 if (!BP_IS_HOLE(bp) && zp->zp_nopwrite) {
1207                         ASSERT(!zp->zp_dedup);
1208                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
1209                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1210                 }
1211
1212                 ASSERT(!zp->zp_nopwrite);
1213
1214                 if (BP_IS_HOLE(bp) || !zp->zp_dedup)
1215                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1216
1217                 ASSERT((zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_flags &
1218                     ZCHECKSUM_FLAG_DEDUP) || zp->zp_dedup_verify);
1219
1220                 if (BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum) {
1221                         BP_SET_DEDUP(bp, 1);
1222                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_DDT_WRITE;
1223                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1224                 }
1225                 zio->io_bp_override = NULL;
1226                 BP_ZERO(bp);
1227         }
1228
1229         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg) {
1230                 /*
1231                  * We're rewriting an existing block, which means we're
1232                  * working on behalf of spa_sync().  For spa_sync() to
1233                  * converge, it must eventually be the case that we don't
1234                  * have to allocate new blocks.  But compression changes
1235                  * the blocksize, which forces a reallocate, and makes
1236                  * convergence take longer.  Therefore, after the first
1237                  * few passes, stop compressing to ensure convergence.
1238                  */
1239                 pass = spa_sync_pass(spa);
1240
1241                 ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(spa));
1242                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1243                 ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp));
1244
1245                 if (pass >= zfs_sync_pass_dont_compress)
1246                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1247
1248                 /* Make sure someone doesn't change their mind on overwrites */
1249                 ASSERT(BP_IS_EMBEDDED(bp) || MIN(zp->zp_copies + BP_IS_GANG(bp),
1250                     spa_max_replication(spa)) == BP_GET_NDVAS(bp));
1251         }
1252
1253         if (compress != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1254                 void *cbuf = zio_buf_alloc(lsize);
1255                 psize = zio_compress_data(compress, zio->io_data, cbuf, lsize);
1256                 if (psize == 0 || psize == lsize) {
1257                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1258                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1259                 } else if (!zp->zp_dedup && psize <= BPE_PAYLOAD_SIZE &&
1260                     zp->zp_level == 0 && !DMU_OT_HAS_FILL(zp->zp_type) &&
1261                     spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA)) {
1262                         encode_embedded_bp_compressed(bp,
1263                             cbuf, compress, lsize, psize);
1264                         BPE_SET_ETYPE(bp, BP_EMBEDDED_TYPE_DATA);
1265                         BP_SET_TYPE(bp, zio->io_prop.zp_type);
1266                         BP_SET_LEVEL(bp, zio->io_prop.zp_level);
1267                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1268                         bp->blk_birth = zio->io_txg;
1269                         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1270                         ASSERT(spa_feature_is_active(spa,
1271                             SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1272                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1273                 } else {
1274                         /*
1275                          * Round up compressed size up to the ashift
1276                          * of the smallest-ashift device, and zero the tail.
1277                          * This ensures that the compressed size of the BP
1278                          * (and thus compressratio property) are correct,
1279                          * in that we charge for the padding used to fill out
1280                          * the last sector.
1281                          */
1282                         ASSERT3U(spa->spa_min_ashift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
1283                         size_t rounded = (size_t)P2ROUNDUP(psize,
1284                             1ULL << spa->spa_min_ashift);
1285                         if (rounded >= lsize) {
1286                                 compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1287                                 zio_buf_free(cbuf, lsize);
1288                                 psize = lsize;
1289                         } else {
1290                                 bzero((char *)cbuf + psize, rounded - psize);
1291                                 psize = rounded;
1292                                 zio_push_transform(zio, cbuf,
1293                                     psize, lsize, NULL);
1294                         }
1295                 }
1296         }
1297
1298         /*
1299          * The final pass of spa_sync() must be all rewrites, but the first
1300          * few passes offer a trade-off: allocating blocks defers convergence,
1301          * but newly allocated blocks are sequential, so they can be written
1302          * to disk faster.  Therefore, we allow the first few passes of
1303          * spa_sync() to allocate new blocks, but force rewrites after that.
1304          * There should only be a handful of blocks after pass 1 in any case.
1305          */
1306         if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg &&
1307             BP_GET_PSIZE(bp) == psize &&
1308             pass >= zfs_sync_pass_rewrite) {
1309                 ASSERT(psize != 0);
1310                 enum zio_stage gang_stages = zio->io_pipeline & ZIO_GANG_STAGES;
1311                 zio->io_pipeline = ZIO_REWRITE_PIPELINE | gang_stages;
1312                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_REWRITE;
1313         } else {
1314                 BP_ZERO(bp);
1315                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
1316         }
1317
1318         if (psize == 0) {
1319                 if (zio->io_bp_orig.blk_birth != 0 &&
1320                     spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_HOLE_BIRTH)) {
1321                         BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1322                         BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1323                         BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1324                         BP_SET_BIRTH(bp, zio->io_txg, 0);
1325                 }
1326                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1327         } else {
1328                 ASSERT(zp->zp_checksum != ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER);
1329                 BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1330                 BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1331                 BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1332                 BP_SET_PSIZE(bp, psize);
1333                 BP_SET_COMPRESS(bp, compress);
1334                 BP_SET_CHECKSUM(bp, zp->zp_checksum);
1335                 BP_SET_DEDUP(bp, zp->zp_dedup);
1336                 BP_SET_BYTEORDER(bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
1337                 if (zp->zp_dedup) {
1338                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1339                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1340                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_WRITE_PIPELINE;
1341                 }
1342                 if (zp->zp_nopwrite) {
1343                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1344                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1345                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_NOP_WRITE;
1346                 }
1347         }
1348
1349         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1350 }
1351
1352 static int
1353 zio_free_bp_init(zio_t *zio)
1354 {
1355         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1356
1357         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL) {
1358                 if (BP_GET_DEDUP(bp))
1359                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_FREE_PIPELINE;
1360         }
1361
1362         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1363 }
1364
1365 /*
1366  * ==========================================================================
1367  * Execute the I/O pipeline
1368  * ==========================================================================
1369  */
1370
1371 static void
1372 zio_taskq_dispatch(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q, boolean_t cutinline)
1373 {
1374         spa_t *spa = zio->io_spa;
1375         zio_type_t t = zio->io_type;
1376         int flags = (cutinline ? TQ_FRONT : 0);
1377
1378         ASSERT(q == ZIO_TASKQ_ISSUE || q == ZIO_TASKQ_INTERRUPT);
1379
1380         /*
1381          * If we're a config writer or a probe, the normal issue and
1382          * interrupt threads may all be blocked waiting for the config lock.
1383          * In this case, select the otherwise-unused taskq for ZIO_TYPE_NULL.
1384          */
1385         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_PROBE))
1386                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1387
1388         /*
1389          * A similar issue exists for the L2ARC write thread until L2ARC 2.0.
1390          */
1391         if (t == ZIO_TYPE_WRITE && zio->io_vd && zio->io_vd->vdev_aux)
1392                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1393
1394         /*
1395          * If this is a high priority I/O, then use the high priority taskq if
1396          * available.
1397          */
1398         if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW &&
1399             spa->spa_zio_taskq[t][q + 1].stqs_count != 0)
1400                 q++;
1401
1402         ASSERT3U(q, <, ZIO_TASKQ_TYPES);
1403
1404         /*
1405          * NB: We are assuming that the zio can only be dispatched
1406          * to a single taskq at a time.  It would be a grievous error
1407          * to dispatch the zio to another taskq at the same time.
1408          */
1409 #if defined(illumos) || !defined(_KERNEL)
1410         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_next == NULL);
1411 #else
1412         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_task.ta_pending == 0);
1413 #endif
1414         spa_taskq_dispatch_ent(spa, t, q, (task_func_t *)zio_execute, zio,
1415             flags, &zio->io_tqent);
1416 }
1417
1418 static boolean_t
1419 zio_taskq_member(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q)
1420 {
1421         kthread_t *executor = zio->io_executor;
1422         spa_t *spa = zio->io_spa;
1423
1424         for (zio_type_t t = 0; t < ZIO_TYPES; t++) {
1425                 spa_taskqs_t *tqs = &spa->spa_zio_taskq[t][q];
1426                 uint_t i;
1427                 for (i = 0; i < tqs->stqs_count; i++) {
1428                         if (taskq_member(tqs->stqs_taskq[i], executor))
1429                                 return (B_TRUE);
1430                 }
1431         }
1432
1433         return (B_FALSE);
1434 }
1435
1436 static int
1437 zio_issue_async(zio_t *zio)
1438 {
1439         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1440
1441         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1442 }
1443
1444 void
1445 zio_interrupt(zio_t *zio)
1446 {
1447         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT, B_FALSE);
1448 }
1449
1450 void
1451 zio_delay_interrupt(zio_t *zio)
1452 {
1453         /*
1454          * The timeout_generic() function isn't defined in userspace, so
1455          * rather than trying to implement the function, the zio delay
1456          * functionality has been disabled for userspace builds.
1457          */
1458
1459 #ifdef _KERNEL
1460         /*
1461          * If io_target_timestamp is zero, then no delay has been registered
1462          * for this IO, thus jump to the end of this function and "skip" the
1463          * delay; issuing it directly to the zio layer.
1464          */
1465         if (zio->io_target_timestamp != 0) {
1466                 hrtime_t now = gethrtime();
1467
1468                 if (now >= zio->io_target_timestamp) {
1469                         /*
1470                          * This IO has already taken longer than the target
1471                          * delay to complete, so we don't want to delay it
1472                          * any longer; we "miss" the delay and issue it
1473                          * directly to the zio layer. This is likely due to
1474                          * the target latency being set to a value less than
1475                          * the underlying hardware can satisfy (e.g. delay
1476                          * set to 1ms, but the disks take 10ms to complete an
1477                          * IO request).
1478                          */
1479
1480                         DTRACE_PROBE2(zio__delay__miss, zio_t *, zio,
1481                             hrtime_t, now);
1482
1483                         zio_interrupt(zio);
1484                 } else {
1485                         hrtime_t diff = zio->io_target_timestamp - now;
1486
1487                         DTRACE_PROBE3(zio__delay__hit, zio_t *, zio,
1488                             hrtime_t, now, hrtime_t, diff);
1489
1490                         (void) timeout_generic(CALLOUT_NORMAL,
1491                             (void (*)(void *))zio_interrupt, zio, diff, 1, 0);
1492                 }
1493
1494                 return;
1495         }
1496 #endif
1497
1498         DTRACE_PROBE1(zio__delay__skip, zio_t *, zio);
1499         zio_interrupt(zio);
1500 }
1501
1502 /*
1503  * Execute the I/O pipeline until one of the following occurs:
1504  *
1505  *      (1) the I/O completes
1506  *      (2) the pipeline stalls waiting for dependent child I/Os
1507  *      (3) the I/O issues, so we're waiting for an I/O completion interrupt
1508  *      (4) the I/O is delegated by vdev-level caching or aggregation
1509  *      (5) the I/O is deferred due to vdev-level queueing
1510  *      (6) the I/O is handed off to another thread.
1511  *
1512  * In all cases, the pipeline stops whenever there's no CPU work; it never
1513  * burns a thread in cv_wait().
1514  *
1515  * There's no locking on io_stage because there's no legitimate way
1516  * for multiple threads to be attempting to process the same I/O.
1517  */
1518 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[];
1519
1520 void
1521 zio_execute(zio_t *zio)
1522 {
1523         zio->io_executor = curthread;
1524
1525         while (zio->io_stage < ZIO_STAGE_DONE) {
1526                 enum zio_stage pipeline = zio->io_pipeline;
1527                 enum zio_stage stage = zio->io_stage;
1528                 int rv;
1529
1530                 ASSERT(!MUTEX_HELD(&zio->io_lock));
1531                 ASSERT(ISP2(stage));
1532                 ASSERT(zio->io_stall == NULL);
1533
1534                 do {
1535                         stage <<= 1;
1536                 } while ((stage & pipeline) == 0);
1537
1538                 ASSERT(stage <= ZIO_STAGE_DONE);
1539
1540                 /*
1541                  * If we are in interrupt context and this pipeline stage
1542                  * will grab a config lock that is held across I/O,
1543                  * or may wait for an I/O that needs an interrupt thread
1544                  * to complete, issue async to avoid deadlock.
1545                  *
1546                  * For VDEV_IO_START, we cut in line so that the io will
1547                  * be sent to disk promptly.
1548                  */
1549                 if ((stage & ZIO_BLOCKING_STAGES) && zio->io_vd == NULL &&
1550                     zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT)) {
1551                         boolean_t cut = (stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START) ?
1552                             zio_requeue_io_start_cut_in_line : B_FALSE;
1553                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
1554                         return;
1555                 }
1556
1557                 zio->io_stage = stage;
1558                 rv = zio_pipeline[highbit64(stage) - 1](zio);
1559
1560                 if (rv == ZIO_PIPELINE_STOP)
1561                         return;
1562
1563                 ASSERT(rv == ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1564         }
1565 }
1566
1567 /*
1568  * ==========================================================================
1569  * Initiate I/O, either sync or async
1570  * ==========================================================================
1571  */
1572 int
1573 zio_wait(zio_t *zio)
1574 {
1575         int error;
1576
1577         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1578         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1579
1580         zio->io_waiter = curthread;
1581
1582         zio_execute(zio);
1583
1584         mutex_enter(&zio->io_lock);
1585         while (zio->io_executor != NULL)
1586                 cv_wait(&zio->io_cv, &zio->io_lock);
1587         mutex_exit(&zio->io_lock);
1588
1589         error = zio->io_error;
1590         zio_destroy(zio);
1591
1592         return (error);
1593 }
1594
1595 void
1596 zio_nowait(zio_t *zio)
1597 {
1598         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1599
1600         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1601             zio_unique_parent(zio) == NULL) {
1602                 /*
1603                  * This is a logical async I/O with no parent to wait for it.
1604                  * We add it to the spa_async_root_zio "Godfather" I/O which
1605                  * will ensure they complete prior to unloading the pool.
1606                  */
1607                 spa_t *spa = zio->io_spa;
1608
1609                 zio_add_child(spa->spa_async_zio_root[CPU_SEQID], zio);
1610         }
1611
1612         zio_execute(zio);
1613 }
1614
1615 /*
1616  * ==========================================================================
1617  * Reexecute or suspend/resume failed I/O
1618  * ==========================================================================
1619  */
1620
1621 static void
1622 zio_reexecute(zio_t *pio)
1623 {
1624         zio_t *cio, *cio_next;
1625
1626         ASSERT(pio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1627         ASSERT(pio->io_orig_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1628         ASSERT(pio->io_gang_leader == NULL);
1629         ASSERT(pio->io_gang_tree == NULL);
1630
1631         pio->io_flags = pio->io_orig_flags;
1632         pio->io_stage = pio->io_orig_stage;
1633         pio->io_pipeline = pio->io_orig_pipeline;
1634         pio->io_reexecute = 0;
1635         pio->io_flags |= ZIO_FLAG_REEXECUTED;
1636         pio->io_error = 0;
1637         for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1638                 pio->io_state[w] = 0;
1639         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
1640                 pio->io_child_error[c] = 0;
1641
1642         if (IO_IS_ALLOCATING(pio))
1643                 BP_ZERO(pio->io_bp);
1644
1645         /*
1646          * As we reexecute pio's children, new children could be created.
1647          * New children go to the head of pio's io_child_list, however,
1648          * so we will (correctly) not reexecute them.  The key is that
1649          * the remainder of pio's io_child_list, from 'cio_next' onward,
1650          * cannot be affected by any side effects of reexecuting 'cio'.
1651          */
1652         for (cio = zio_walk_children(pio); cio != NULL; cio = cio_next) {
1653                 cio_next = zio_walk_children(pio);
1654                 mutex_enter(&pio->io_lock);
1655                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1656                         pio->io_children[cio->io_child_type][w]++;
1657                 mutex_exit(&pio->io_lock);
1658                 zio_reexecute(cio);
1659         }
1660
1661         /*
1662          * Now that all children have been reexecuted, execute the parent.
1663          * We don't reexecute "The Godfather" I/O here as it's the
1664          * responsibility of the caller to wait on him.
1665          */
1666         if (!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER))
1667                 zio_execute(pio);
1668 }
1669
1670 void
1671 zio_suspend(spa_t *spa, zio_t *zio)
1672 {
1673         if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_PANIC)
1674                 fm_panic("Pool '%s' has encountered an uncorrectable I/O "
1675                     "failure and the failure mode property for this pool "
1676                     "is set to panic.", spa_name(spa));
1677
1678         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO_FAILURE, spa, NULL, NULL, 0, 0);
1679
1680         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1681
1682         if (spa->spa_suspend_zio_root == NULL)
1683                 spa->spa_suspend_zio_root = zio_root(spa, NULL, NULL,
1684                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE |
1685                     ZIO_FLAG_GODFATHER);
1686
1687         spa->spa_suspended = B_TRUE;
1688
1689         if (zio != NULL) {
1690                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
1691                 ASSERT(zio != spa->spa_suspend_zio_root);
1692                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1693                 ASSERT(zio_unique_parent(zio) == NULL);
1694                 ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DONE);
1695                 zio_add_child(spa->spa_suspend_zio_root, zio);
1696         }
1697
1698         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1699 }
1700
1701 int
1702 zio_resume(spa_t *spa)
1703 {
1704         zio_t *pio;
1705
1706         /*
1707          * Reexecute all previously suspended i/o.
1708          */
1709         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1710         spa->spa_suspended = B_FALSE;
1711         cv_broadcast(&spa->spa_suspend_cv);
1712         pio = spa->spa_suspend_zio_root;
1713         spa->spa_suspend_zio_root = NULL;
1714         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1715
1716         if (pio == NULL)
1717                 return (0);
1718
1719         zio_reexecute(pio);
1720         return (zio_wait(pio));
1721 }
1722
1723 void
1724 zio_resume_wait(spa_t *spa)
1725 {
1726         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1727         while (spa_suspended(spa))
1728                 cv_wait(&spa->spa_suspend_cv, &spa->spa_suspend_lock);
1729         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1730 }
1731
1732 /*
1733  * ==========================================================================
1734  * Gang blocks.
1735  *
1736  * A gang block is a collection of small blocks that looks to the DMU
1737  * like one large block.  When zio_dva_allocate() cannot find a block
1738  * of the requested size, due to either severe fragmentation or the pool
1739  * being nearly full, it calls zio_write_gang_block() to construct the
1740  * block from smaller fragments.
1741  *
1742  * A gang block consists of a gang header (zio_gbh_phys_t) and up to
1743  * three (SPA_GBH_NBLKPTRS) gang members.  The gang header is just like
1744  * an indirect block: it's an array of block pointers.  It consumes
1745  * only one sector and hence is allocatable regardless of fragmentation.
1746  * The gang header's bps point to its gang members, which hold the data.
1747  *
1748  * Gang blocks are self-checksumming, using the bp's <vdev, offset, txg>
1749  * as the verifier to ensure uniqueness of the SHA256 checksum.
1750  * Critically, the gang block bp's blk_cksum is the checksum of the data,
1751  * not the gang header.  This ensures that data block signatures (needed for
1752  * deduplication) are independent of how the block is physically stored.
1753  *
1754  * Gang blocks can be nested: a gang member may itself be a gang block.
1755  * Thus every gang block is a tree in which root and all interior nodes are
1756  * gang headers, and the leaves are normal blocks that contain user data.
1757  * The root of the gang tree is called the gang leader.
1758  *
1759  * To perform any operation (read, rewrite, free, claim) on a gang block,
1760  * zio_gang_assemble() first assembles the gang tree (minus data leaves)
1761  * in the io_gang_tree field of the original logical i/o by recursively
1762  * reading the gang leader and all gang headers below it.  This yields
1763  * an in-core tree containing the contents of every gang header and the
1764  * bps for every constituent of the gang block.
1765  *
1766  * With the gang tree now assembled, zio_gang_issue() just walks the gang tree
1767  * and invokes a callback on each bp.  To free a gang block, zio_gang_issue()
1768  * calls zio_free_gang() -- a trivial wrapper around zio_free() -- for each bp.
1769  * zio_claim_gang() provides a similarly trivial wrapper for zio_claim().
1770  * zio_read_gang() is a wrapper around zio_read() that omits reading gang
1771  * headers, since we already have those in io_gang_tree.  zio_rewrite_gang()
1772  * performs a zio_rewrite() of the data or, for gang headers, a zio_rewrite()
1773  * of the gang header plus zio_checksum_compute() of the data to update the
1774  * gang header's blk_cksum as described above.
1775  *
1776  * The two-phase assemble/issue model solves the problem of partial failure --
1777  * what if you'd freed part of a gang block but then couldn't read the
1778  * gang header for another part?  Assembling the entire gang tree first
1779  * ensures that all the necessary gang header I/O has succeeded before
1780  * starting the actual work of free, claim, or write.  Once the gang tree
1781  * is assembled, free and claim are in-memory operations that cannot fail.
1782  *
1783  * In the event that a gang write fails, zio_dva_unallocate() walks the
1784  * gang tree to immediately free (i.e. insert back into the space map)
1785  * everything we've allocated.  This ensures that we don't get ENOSPC
1786  * errors during repeated suspend/resume cycles due to a flaky device.
1787  *
1788  * Gang rewrites only happen during sync-to-convergence.  If we can't assemble
1789  * the gang tree, we won't modify the block, so we can safely defer the free
1790  * (knowing that the block is still intact).  If we *can* assemble the gang
1791  * tree, then even if some of the rewrites fail, zio_dva_unallocate() will free
1792  * each constituent bp and we can allocate a new block on the next sync pass.
1793  *
1794  * In all cases, the gang tree allows complete recovery from partial failure.
1795  * ==========================================================================
1796  */
1797
1798 static zio_t *
1799 zio_read_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1800 {
1801         if (gn != NULL)
1802                 return (pio);
1803
1804         return (zio_read(pio, pio->io_spa, bp, data, BP_GET_PSIZE(bp),
1805             NULL, NULL, pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1806             &pio->io_bookmark));
1807 }
1808
1809 zio_t *
1810 zio_rewrite_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1811 {
1812         zio_t *zio;
1813
1814         if (gn != NULL) {
1815                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1816                     gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL, pio->io_priority,
1817                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1818                 /*
1819                  * As we rewrite each gang header, the pipeline will compute
1820                  * a new gang block header checksum for it; but no one will
1821                  * compute a new data checksum, so we do that here.  The one
1822                  * exception is the gang leader: the pipeline already computed
1823                  * its data checksum because that stage precedes gang assembly.
1824                  * (Presently, nothing actually uses interior data checksums;
1825                  * this is just good hygiene.)
1826                  */
1827                 if (gn != pio->io_gang_leader->io_gang_tree) {
1828                         zio_checksum_compute(zio, BP_GET_CHECKSUM(bp),
1829                             data, BP_GET_PSIZE(bp));
1830                 }
1831                 /*
1832                  * If we are here to damage data for testing purposes,
1833                  * leave the GBH alone so that we can detect the damage.
1834                  */
1835                 if (pio->io_gang_leader->io_flags & ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE)
1836                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
1837         } else {
1838                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1839                     data, BP_GET_PSIZE(bp), NULL, NULL, pio->io_priority,
1840                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1841         }
1842
1843         return (zio);
1844 }
1845
1846 /* ARGSUSED */
1847 zio_t *
1848 zio_free_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1849 {
1850         return (zio_free_sync(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1851             BP_IS_GANG(bp) ? SPA_GANGBLOCKSIZE : BP_GET_PSIZE(bp),
1852             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1853 }
1854
1855 /* ARGSUSED */
1856 zio_t *
1857 zio_claim_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1858 {
1859         return (zio_claim(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1860             NULL, NULL, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1861 }
1862
1863 static zio_gang_issue_func_t *zio_gang_issue_func[ZIO_TYPES] = {
1864         NULL,
1865         zio_read_gang,
1866         zio_rewrite_gang,
1867         zio_free_gang,
1868         zio_claim_gang,
1869         NULL
1870 };
1871
1872 static void zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio);
1873
1874 static zio_gang_node_t *
1875 zio_gang_node_alloc(zio_gang_node_t **gnpp)
1876 {
1877         zio_gang_node_t *gn;
1878
1879         ASSERT(*gnpp == NULL);
1880
1881         gn = kmem_zalloc(sizeof (*gn), KM_SLEEP);
1882         gn->gn_gbh = zio_buf_alloc(SPA_GANGBLOCKSIZE);
1883         *gnpp = gn;
1884
1885         return (gn);
1886 }
1887
1888 static void
1889 zio_gang_node_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1890 {
1891         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1892
1893         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1894                 ASSERT(gn->gn_child[g] == NULL);
1895
1896         zio_buf_free(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1897         kmem_free(gn, sizeof (*gn));
1898         *gnpp = NULL;
1899 }
1900
1901 static void
1902 zio_gang_tree_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1903 {
1904         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1905
1906         if (gn == NULL)
1907                 return;
1908
1909         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1910                 zio_gang_tree_free(&gn->gn_child[g]);
1911
1912         zio_gang_node_free(gnpp);
1913 }
1914
1915 static void
1916 zio_gang_tree_assemble(zio_t *gio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t **gnpp)
1917 {
1918         zio_gang_node_t *gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
1919
1920         ASSERT(gio->io_gang_leader == gio);
1921         ASSERT(BP_IS_GANG(bp));
1922
1923         zio_nowait(zio_read(gio, gio->io_spa, bp, gn->gn_gbh,
1924             SPA_GANGBLOCKSIZE, zio_gang_tree_assemble_done, gn,
1925             gio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(gio), &gio->io_bookmark));
1926 }
1927
1928 static void
1929 zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio)
1930 {
1931         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
1932         zio_gang_node_t *gn = zio->io_private;
1933         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1934
1935         ASSERT(gio == zio_unique_parent(zio));
1936         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
1937
1938         if (zio->io_error)
1939                 return;
1940
1941         if (BP_SHOULD_BYTESWAP(bp))
1942                 byteswap_uint64_array(zio->io_data, zio->io_size);
1943
1944         ASSERT(zio->io_data == gn->gn_gbh);
1945         ASSERT(zio->io_size == SPA_GANGBLOCKSIZE);
1946         ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1947
1948         for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1949                 blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1950                 if (!BP_IS_GANG(gbp))
1951                         continue;
1952                 zio_gang_tree_assemble(gio, gbp, &gn->gn_child[g]);
1953         }
1954 }
1955
1956 static void
1957 zio_gang_tree_issue(zio_t *pio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp, void *data)
1958 {
1959         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1960         zio_t *zio;
1961
1962         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) == !!gn);
1963         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == BP_GET_CHECKSUM(gio->io_bp));
1964         ASSERT(BP_GET_LSIZE(bp) == BP_GET_PSIZE(bp) || gn == gio->io_gang_tree);
1965
1966         /*
1967          * If you're a gang header, your data is in gn->gn_gbh.
1968          * If you're a gang member, your data is in 'data' and gn == NULL.
1969          */
1970         zio = zio_gang_issue_func[gio->io_type](pio, bp, gn, data);
1971
1972         if (gn != NULL) {
1973                 ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1974
1975                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1976                         blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1977                         if (BP_IS_HOLE(gbp))
1978                                 continue;
1979                         zio_gang_tree_issue(zio, gn->gn_child[g], gbp, data);
1980                         data = (char *)data + BP_GET_PSIZE(gbp);
1981                 }
1982         }
1983
1984         if (gn == gio->io_gang_tree && gio->io_data != NULL)
1985                 ASSERT3P((char *)gio->io_data + gio->io_size, ==, data);
1986
1987         if (zio != pio)
1988                 zio_nowait(zio);
1989 }
1990
1991 static int
1992 zio_gang_assemble(zio_t *zio)
1993 {
1994         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1995
1996         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == NULL);
1997         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1998
1999         zio->io_gang_leader = zio;
2000
2001         zio_gang_tree_assemble(zio, bp, &zio->io_gang_tree);
2002
2003         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2004 }
2005
2006 static int
2007 zio_gang_issue(zio_t *zio)
2008 {
2009         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2010
2011         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE))
2012                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2013
2014         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == zio);
2015         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2016
2017         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_GANG] == 0)
2018                 zio_gang_tree_issue(zio, zio->io_gang_tree, bp, zio->io_data);
2019         else
2020                 zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
2021
2022         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2023
2024         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2025 }
2026
2027 static void
2028 zio_write_gang_member_ready(zio_t *zio)
2029 {
2030         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
2031         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
2032         dva_t *cdva = zio->io_bp->blk_dva;
2033         dva_t *pdva = pio->io_bp->blk_dva;
2034         uint64_t asize;
2035
2036         if (BP_IS_HOLE(zio->io_bp))
2037                 return;
2038
2039         ASSERT(BP_IS_HOLE(&zio->io_bp_orig));
2040
2041         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG);
2042         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, ==, gio->io_prop.zp_copies);
2043         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
2044         ASSERT3U(pio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
2045         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(zio->io_bp), <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
2046
2047         mutex_enter(&pio->io_lock);
2048         for (int d = 0; d < BP_GET_NDVAS(zio->io_bp); d++) {
2049                 ASSERT(DVA_GET_GANG(&pdva[d]));
2050                 asize = DVA_GET_ASIZE(&pdva[d]);
2051                 asize += DVA_GET_ASIZE(&cdva[d]);
2052                 DVA_SET_ASIZE(&pdva[d], asize);
2053         }
2054         mutex_exit(&pio->io_lock);
2055 }
2056
2057 static int
2058 zio_write_gang_block(zio_t *pio)
2059 {
2060         spa_t *spa = pio->io_spa;
2061         blkptr_t *bp = pio->io_bp;
2062         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
2063         zio_t *zio;
2064         zio_gang_node_t *gn, **gnpp;
2065         zio_gbh_phys_t *gbh;
2066         uint64_t txg = pio->io_txg;
2067         uint64_t resid = pio->io_size;
2068         uint64_t lsize;
2069         int copies = gio->io_prop.zp_copies;
2070         int gbh_copies = MIN(copies + 1, spa_max_replication(spa));
2071         zio_prop_t zp;
2072         int error;
2073
2074         error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), SPA_GANGBLOCKSIZE,
2075             bp, gbh_copies, txg, pio == gio ? NULL : gio->io_bp,
2076             METASLAB_HINTBP_FAVOR | METASLAB_GANG_HEADER);
2077         if (error) {
2078                 pio->io_error = error;
2079                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2080         }
2081
2082         if (pio == gio) {
2083                 gnpp = &gio->io_gang_tree;
2084         } else {
2085                 gnpp = pio->io_private;
2086                 ASSERT(pio->io_ready == zio_write_gang_member_ready);
2087         }
2088
2089         gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
2090         gbh = gn->gn_gbh;
2091         bzero(gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
2092
2093         /*
2094          * Create the gang header.
2095          */
2096         zio = zio_rewrite(pio, spa, txg, bp, gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL,
2097             pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
2098
2099         /*
2100          * Create and nowait the gang children.
2101          */
2102         for (int g = 0; resid != 0; resid -= lsize, g++) {
2103                 lsize = P2ROUNDUP(resid / (SPA_GBH_NBLKPTRS - g),
2104                     SPA_MINBLOCKSIZE);
2105                 ASSERT(lsize >= SPA_MINBLOCKSIZE && lsize <= resid);
2106
2107                 zp.zp_checksum = gio->io_prop.zp_checksum;
2108                 zp.zp_compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
2109                 zp.zp_type = DMU_OT_NONE;
2110                 zp.zp_level = 0;
2111                 zp.zp_copies = gio->io_prop.zp_copies;
2112                 zp.zp_dedup = B_FALSE;
2113                 zp.zp_dedup_verify = B_FALSE;
2114                 zp.zp_nopwrite = B_FALSE;
2115
2116                 zio_nowait(zio_write(zio, spa, txg, &gbh->zg_blkptr[g],
2117                     (char *)pio->io_data + (pio->io_size - resid), lsize, &zp,
2118                     zio_write_gang_member_ready, NULL, NULL, &gn->gn_child[g],
2119                     pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
2120                     &pio->io_bookmark));
2121         }
2122
2123         /*
2124          * Set pio's pipeline to just wait for zio to finish.
2125          */
2126         pio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2127
2128         zio_nowait(zio);
2129
2130         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2131 }
2132
2133 /*
2134  * The zio_nop_write stage in the pipeline determines if allocating a
2135  * new bp is necessary.  The nopwrite feature can handle writes in
2136  * either syncing or open context (i.e. zil writes) and as a result is
2137  * mutually exclusive with dedup.
2138  *
2139  * By leveraging a cryptographically secure checksum, such as SHA256, we
2140  * can compare the checksums of the new data and the old to determine if
2141  * allocating a new block is required.  Note that our requirements for
2142  * cryptographic strength are fairly weak: there can't be any accidental
2143  * hash collisions, but we don't need to be secure against intentional
2144  * (malicious) collisions.  To trigger a nopwrite, you have to be able
2145  * to write the file to begin with, and triggering an incorrect (hash
2146  * collision) nopwrite is no worse than simply writing to the file.
2147  * That said, there are no known attacks against the checksum algorithms
2148  * used for nopwrite, assuming that the salt and the checksums
2149  * themselves remain secret.
2150  */
2151 static int
2152 zio_nop_write(zio_t *zio)
2153 {
2154         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2155         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
2156         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2157
2158         ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
2159         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
2160         ASSERT(zp->zp_nopwrite);
2161         ASSERT(!zp->zp_dedup);
2162         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2163         ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
2164
2165         /*
2166          * Check to see if the original bp and the new bp have matching
2167          * characteristics (i.e. same checksum, compression algorithms, etc).
2168          * If they don't then just continue with the pipeline which will
2169          * allocate a new bp.
2170          */
2171         if (BP_IS_HOLE(bp_orig) ||
2172             !(zio_checksum_table[BP_GET_CHECKSUM(bp)].ci_flags &
2173             ZCHECKSUM_FLAG_NOPWRITE) ||
2174             BP_GET_CHECKSUM(bp) != BP_GET_CHECKSUM(bp_orig) ||
2175             BP_GET_COMPRESS(bp) != BP_GET_COMPRESS(bp_orig) ||
2176             BP_GET_DEDUP(bp) != BP_GET_DEDUP(bp_orig) ||
2177             zp->zp_copies != BP_GET_NDVAS(bp_orig))
2178                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2179
2180         /*
2181          * If the checksums match then reset the pipeline so that we
2182          * avoid allocating a new bp and issuing any I/O.
2183          */
2184         if (ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, bp_orig->blk_cksum)) {
2185                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_flags &
2186                     ZCHECKSUM_FLAG_NOPWRITE);
2187                 ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(bp), ==, BP_GET_PSIZE(bp_orig));
2188                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(bp), ==, BP_GET_LSIZE(bp_orig));
2189                 ASSERT(zp->zp_compress != ZIO_COMPRESS_OFF);
2190                 ASSERT(bcmp(&bp->blk_prop, &bp_orig->blk_prop,
2191                     sizeof (uint64_t)) == 0);
2192
2193                 *bp = *bp_orig;
2194                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2195                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
2196         }
2197
2198         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2199 }
2200
2201 /*
2202  * ==========================================================================
2203  * Dedup
2204  * ==========================================================================
2205  */
2206 static void
2207 zio_ddt_child_read_done(zio_t *zio)
2208 {
2209         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2210         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2211         ddt_phys_t *ddp;
2212         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
2213
2214         mutex_enter(&pio->io_lock);
2215         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2216         if (zio->io_error == 0)
2217                 ddt_phys_clear(ddp);    /* this ddp doesn't need repair */
2218         if (zio->io_error == 0 && dde->dde_repair_data == NULL)
2219                 dde->dde_repair_data = zio->io_data;
2220         else
2221                 zio_buf_free(zio->io_data, zio->io_size);
2222         mutex_exit(&pio->io_lock);
2223 }
2224
2225 static int
2226 zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
2227 {
2228         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2229
2230         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2231         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
2232         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2233
2234         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
2235                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2236                 ddt_entry_t *dde = ddt_repair_start(ddt, bp);
2237                 ddt_phys_t *ddp = dde->dde_phys;
2238                 ddt_phys_t *ddp_self = ddt_phys_select(dde, bp);
2239                 blkptr_t blk;
2240
2241                 ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
2242                 zio->io_vsd = dde;
2243
2244                 if (ddp_self == NULL)
2245                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2246
2247                 for (int p = 0; p < DDT_PHYS_TYPES; p++, ddp++) {
2248                         if (ddp->ddp_phys_birth == 0 || ddp == ddp_self)
2249                                 continue;
2250                         ddt_bp_create(ddt->ddt_checksum, &dde->dde_key, ddp,
2251                             &blk);
2252                         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, &blk,
2253                             zio_buf_alloc(zio->io_size), zio->io_size,
2254                             zio_ddt_child_read_done, dde, zio->io_priority,
2255                             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE,
2256                             &zio->io_bookmark));
2257                 }
2258                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2259         }
2260
2261         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, bp,
2262             zio->io_data, zio->io_size, NULL, NULL, zio->io_priority,
2263             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark));
2264
2265         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2266 }
2267
2268 static int
2269 zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
2270 {
2271         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2272
2273         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE))
2274                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2275
2276         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2277         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
2278         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2279
2280         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
2281                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2282                 ddt_entry_t *dde = zio->io_vsd;
2283                 if (ddt == NULL) {
2284                         ASSERT(spa_load_state(zio->io_spa) != SPA_LOAD_NONE);
2285                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2286                 }
2287                 if (dde == NULL) {
2288                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_DDT_READ_START >> 1;
2289                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
2290                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2291                 }
2292                 if (dde->dde_repair_data != NULL) {
2293                         bcopy(dde->dde_repair_data, zio->io_data, zio->io_size);
2294                         zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT] = 0;
2295                 }
2296                 ddt_repair_done(ddt, dde);
2297                 zio->io_vsd = NULL;
2298         }
2299
2300         ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
2301
2302         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2303 }
2304
2305 static boolean_t
2306 zio_ddt_collision(zio_t *zio, ddt_t *ddt, ddt_entry_t *dde)
2307 {
2308         spa_t *spa = zio->io_spa;
2309
2310         /*
2311          * Note: we compare the original data, not the transformed data,
2312          * because when zio->io_bp is an override bp, we will not have
2313          * pushed the I/O transforms.  That's an important optimization
2314          * because otherwise we'd compress/encrypt all dmu_sync() data twice.
2315          */
2316         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2317                 zio_t *lio = dde->dde_lead_zio[p];
2318
2319                 if (lio != NULL) {
2320                         return (lio->io_orig_size != zio->io_orig_size ||
2321                             bcmp(zio->io_orig_data, lio->io_orig_data,
2322                             zio->io_orig_size) != 0);
2323                 }
2324         }
2325
2326         for (int p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2327                 ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2328
2329                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0) {
2330                         arc_buf_t *abuf = NULL;
2331                         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_WAIT;
2332                         blkptr_t blk = *zio->io_bp;
2333                         int error;
2334
2335                         ddt_bp_fill(ddp, &blk, ddp->ddp_phys_birth);
2336
2337                         ddt_exit(ddt);
2338
2339                         error = arc_read(NULL, spa, &blk,
2340                             arc_getbuf_func, &abuf, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
2341                             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2342                             &aflags, &zio->io_bookmark);
2343
2344                         if (error == 0) {
2345                                 if (arc_buf_size(abuf) != zio->io_orig_size ||
2346                                     bcmp(abuf->b_data, zio->io_orig_data,
2347                                     zio->io_orig_size) != 0)
2348                                         error = SET_ERROR(EEXIST);
2349                                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(abuf, &abuf));
2350                         }
2351
2352                         ddt_enter(ddt);
2353                         return (error != 0);
2354                 }
2355         }
2356
2357         return (B_FALSE);
2358 }
2359
2360 static void
2361 zio_ddt_child_write_ready(zio_t *zio)
2362 {
2363         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2364         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2365         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2366         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2367         zio_t *pio;
2368
2369         if (zio->io_error)
2370                 return;
2371
2372         ddt_enter(ddt);
2373
2374         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2375
2376         ddt_phys_fill(ddp, zio->io_bp);
2377
2378         while ((pio = zio_walk_parents(zio)) != NULL)
2379                 ddt_bp_fill(ddp, pio->io_bp, zio->io_txg);
2380
2381         ddt_exit(ddt);
2382 }
2383
2384 static void
2385 zio_ddt_child_write_done(zio_t *zio)
2386 {
2387         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2388         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2389         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2390         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2391
2392         ddt_enter(ddt);
2393
2394         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2395         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2396         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2397
2398         if (zio->io_error == 0) {
2399                 while (zio_walk_parents(zio) != NULL)
2400                         ddt_phys_addref(ddp);
2401         } else {
2402                 ddt_phys_clear(ddp);
2403         }
2404
2405         ddt_exit(ddt);
2406 }
2407
2408 static void
2409 zio_ddt_ditto_write_done(zio_t *zio)
2410 {
2411         int p = DDT_PHYS_DITTO;
2412         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2413         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2414         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2415         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2416         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2417         ddt_key_t *ddk = &dde->dde_key;
2418
2419         ddt_enter(ddt);
2420
2421         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2422         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2423         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2424
2425         if (zio->io_error == 0) {
2426                 ASSERT(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, ddk->ddk_cksum));
2427                 ASSERT(zp->zp_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2428                 ASSERT(zp->zp_copies == BP_GET_NDVAS(bp) - BP_IS_GANG(bp));
2429                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2430                         ddt_phys_free(ddt, ddk, ddp, zio->io_txg);
2431                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2432         }
2433
2434         ddt_exit(ddt);
2435 }
2436
2437 static int
2438 zio_ddt_write(zio_t *zio)
2439 {
2440         spa_t *spa = zio->io_spa;
2441         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2442         uint64_t txg = zio->io_txg;
2443         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2444         int p = zp->zp_copies;
2445         int ditto_copies;
2446         zio_t *cio = NULL;
2447         zio_t *dio = NULL;
2448         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2449         ddt_entry_t *dde;
2450         ddt_phys_t *ddp;
2451
2452         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2453         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum);
2454         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp) || zio->io_bp_override);
2455
2456         ddt_enter(ddt);
2457         dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2458         ddp = &dde->dde_phys[p];
2459
2460         if (zp->zp_dedup_verify && zio_ddt_collision(zio, ddt, dde)) {
2461                 /*
2462                  * If we're using a weak checksum, upgrade to a strong checksum
2463                  * and try again.  If we're already using a strong checksum,
2464                  * we can't resolve it, so just convert to an ordinary write.
2465                  * (And automatically e-mail a paper to Nature?)
2466                  */
2467                 if (!(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_flags &
2468                     ZCHECKSUM_FLAG_DEDUP)) {
2469                         zp->zp_checksum = spa_dedup_checksum(spa);
2470                         zio_pop_transforms(zio);
2471                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2472                         BP_ZERO(bp);
2473                 } else {
2474                         zp->zp_dedup = B_FALSE;
2475                 }
2476                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2477                 ddt_exit(ddt);
2478                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2479         }
2480
2481         ditto_copies = ddt_ditto_copies_needed(ddt, dde, ddp);
2482         ASSERT(ditto_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2483
2484         if (ditto_copies > ddt_ditto_copies_present(dde) &&
2485             dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] == NULL) {
2486                 zio_prop_t czp = *zp;
2487
2488                 czp.zp_copies = ditto_copies;
2489
2490                 /*
2491                  * If we arrived here with an override bp, we won't have run
2492                  * the transform stack, so we won't have the data we need to
2493                  * generate a child i/o.  So, toss the override bp and restart.
2494                  * This is safe, because using the override bp is just an
2495                  * optimization; and it's rare, so the cost doesn't matter.
2496                  */
2497                 if (zio->io_bp_override) {
2498                         zio_pop_transforms(zio);
2499                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2500                         zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2501                         zio->io_bp_override = NULL;
2502                         BP_ZERO(bp);
2503                         ddt_exit(ddt);
2504                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2505                 }
2506
2507                 dio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2508                     zio->io_orig_size, &czp, NULL, NULL,
2509                     zio_ddt_ditto_write_done, dde, zio->io_priority,
2510                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2511
2512                 zio_push_transform(dio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2513                 dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] = dio;
2514         }
2515
2516         if (ddp->ddp_phys_birth != 0 || dde->dde_lead_zio[p] != NULL) {
2517                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2518                         ddt_bp_fill(ddp, bp, txg);
2519                 if (dde->dde_lead_zio[p] != NULL)
2520                         zio_add_child(zio, dde->dde_lead_zio[p]);
2521                 else
2522                         ddt_phys_addref(ddp);
2523         } else if (zio->io_bp_override) {
2524                 ASSERT(bp->blk_birth == txg);
2525                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, zio->io_bp_override));
2526                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2527                 ddt_phys_addref(ddp);
2528         } else {
2529                 cio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2530                     zio->io_orig_size, zp, zio_ddt_child_write_ready, NULL,
2531                     zio_ddt_child_write_done, dde, zio->io_priority,
2532                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2533
2534                 zio_push_transform(cio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2535                 dde->dde_lead_zio[p] = cio;
2536         }
2537
2538         ddt_exit(ddt);
2539
2540         if (cio)
2541                 zio_nowait(cio);
2542         if (dio)
2543                 zio_nowait(dio);
2544
2545         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2546 }
2547
2548 ddt_entry_t *freedde; /* for debugging */
2549
2550 static int
2551 zio_ddt_free(zio_t *zio)
2552 {
2553         spa_t *spa = zio->io_spa;
2554         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2555         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2556         ddt_entry_t *dde;
2557         ddt_phys_t *ddp;
2558
2559         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2560         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2561
2562         ddt_enter(ddt);
2563         freedde = dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2564         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2565         ddt_phys_decref(ddp);
2566         ddt_exit(ddt);
2567
2568         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2569 }
2570
2571 /*
2572  * ==========================================================================
2573  * Allocate and free blocks
2574  * ==========================================================================
2575  */
2576 static int
2577 zio_dva_allocate(zio_t *zio)
2578 {
2579         spa_t *spa = zio->io_spa;
2580         metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(spa);
2581         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2582         int error;
2583         int flags = 0;
2584
2585         if (zio->io_gang_leader == NULL) {
2586                 ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2587                 zio->io_gang_leader = zio;
2588         }
2589
2590         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
2591         ASSERT0(BP_GET_NDVAS(bp));
2592         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, >, 0);
2593         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, spa_max_replication(spa));
2594         ASSERT3U(zio->io_size, ==, BP_GET_PSIZE(bp));
2595
2596         /*
2597          * The dump device does not support gang blocks so allocation on
2598          * behalf of the dump device (i.e. ZIO_FLAG_NODATA) must avoid
2599          * the "fast" gang feature.
2600          */
2601         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) ? METASLAB_GANG_AVOID : 0;
2602         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD) ?
2603             METASLAB_GANG_CHILD : 0;
2604         error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp,
2605             zio->io_prop.zp_copies, zio->io_txg, NULL, flags);
2606
2607         if (error) {
2608                 spa_dbgmsg(spa, "%s: metaslab allocation failure: zio %p, "
2609                     "size %llu, error %d", spa_name(spa), zio, zio->io_size,
2610                     error);
2611                 if (error == ENOSPC && zio->io_size > SPA_MINBLOCKSIZE)
2612                         return (zio_write_gang_block(zio));
2613                 zio->io_error = error;
2614         }
2615
2616         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2617 }
2618
2619 static int
2620 zio_dva_free(zio_t *zio)
2621 {
2622         metaslab_free(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg, B_FALSE);
2623
2624         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2625 }
2626
2627 static int
2628 zio_dva_claim(zio_t *zio)
2629 {
2630         int error;
2631
2632         error = metaslab_claim(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg);
2633         if (error)
2634                 zio->io_error = error;
2635
2636         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2637 }
2638
2639 /*
2640  * Undo an allocation.  This is used by zio_done() when an I/O fails
2641  * and we want to give back the block we just allocated.
2642  * This handles both normal blocks and gang blocks.
2643  */
2644 static void
2645 zio_dva_unallocate(zio_t *zio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp)
2646 {
2647         ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
2648         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2649
2650         if (!BP_IS_HOLE(bp))
2651                 metaslab_free(zio->io_spa, bp, bp->blk_birth, B_TRUE);
2652
2653         if (gn != NULL) {
2654                 for (int g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
2655                         zio_dva_unallocate(zio, gn->gn_child[g],
2656                             &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g]);
2657                 }
2658         }
2659 }
2660
2661 /*
2662  * Try to allocate an intent log block.  Return 0 on success, errno on failure.
2663  */
2664 int
2665 zio_alloc_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *new_bp, blkptr_t *old_bp,
2666     uint64_t size, boolean_t use_slog)
2667 {
2668         int error = 1;
2669
2670         ASSERT(txg > spa_syncing_txg(spa));
2671
2672         /*
2673          * ZIL blocks are always contiguous (i.e. not gang blocks) so we
2674          * set the METASLAB_GANG_AVOID flag so that they don't "fast gang"
2675          * when allocating them.
2676          */
2677         if (use_slog) {
2678                 error = metaslab_alloc(spa, spa_log_class(spa), size,
2679                     new_bp, 1, txg, old_bp,
2680                     METASLAB_HINTBP_AVOID | METASLAB_GANG_AVOID);
2681         }
2682
2683         if (error) {
2684                 error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), size,
2685                     new_bp, 1, txg, old_bp,
2686                     METASLAB_HINTBP_AVOID);
2687         }
2688
2689         if (error == 0) {
2690                 BP_SET_LSIZE(new_bp, size);
2691                 BP_SET_PSIZE(new_bp, size);
2692                 BP_SET_COMPRESS(new_bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
2693                 BP_SET_CHECKSUM(new_bp,
2694                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_SLIM_ZIL
2695                     ? ZIO_CHECKSUM_ZILOG2 : ZIO_CHECKSUM_ZILOG);
2696                 BP_SET_TYPE(new_bp, DMU_OT_INTENT_LOG);
2697                 BP_SET_LEVEL(new_bp, 0);
2698                 BP_SET_DEDUP(new_bp, 0);
2699                 BP_SET_BYTEORDER(new_bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
2700         }
2701
2702         return (error);
2703 }
2704
2705 /*
2706  * Free an intent log block.
2707  */
2708 void
2709 zio_free_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp)
2710 {
2711         ASSERT(BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_INTENT_LOG);
2712         ASSERT(!BP_IS_GANG(bp));
2713
2714         zio_free(spa, txg, bp);
2715 }
2716
2717 /*
2718  * ==========================================================================
2719  * Read, write and delete to physical devices
2720  * ==========================================================================
2721  */
2722
2723
2724 /*
2725  * Issue an I/O to the underlying vdev. Typically the issue pipeline
2726  * stops after this stage and will resume upon I/O completion.
2727  * However, there are instances where the vdev layer may need to
2728  * continue the pipeline when an I/O was not issued. Since the I/O
2729  * that was sent to the vdev layer might be different than the one
2730  * currently active in the pipeline (see vdev_queue_io()), we explicitly
2731  * force the underlying vdev layers to call either zio_execute() or
2732  * zio_interrupt() to ensure that the pipeline continues with the correct I/O.
2733  */
2734 static int
2735 zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
2736 {
2737         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2738         uint64_t align;
2739         spa_t *spa = zio->io_spa;
2740         int ret;
2741
2742         ASSERT(zio->io_error == 0);
2743         ASSERT(zio->io_child_error[ZIO_CHILD_VDEV] == 0);
2744
2745         if (vd == NULL) {
2746                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2747                         spa_config_enter(spa, SCL_ZIO, zio, RW_READER);
2748
2749                 /*
2750                  * The mirror_ops handle multiple DVAs in a single BP.
2751                  */
2752                 vdev_mirror_ops.vdev_op_io_start(zio);
2753                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2754         }
2755
2756         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE &&
2757             zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW) {
2758                 trim_map_free(vd, zio->io_offset, zio->io_size, zio->io_txg);
2759                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2760         }
2761
2762         /*
2763          * We keep track of time-sensitive I/Os so that the scan thread
2764          * can quickly react to certain workloads.  In particular, we care
2765          * about non-scrubbing, top-level reads and writes with the following
2766          * characteristics:
2767          *      - synchronous writes of user data to non-slog devices
2768          *      - any reads of user data
2769          * When these conditions are met, adjust the timestamp of spa_last_io
2770          * which allows the scan thread to adjust its workload accordingly.
2771          */
2772         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) && zio->io_bp != NULL &&
2773             vd == vd->vdev_top && !vd->vdev_islog &&
2774             zio->io_bookmark.zb_objset != DMU_META_OBJSET &&
2775             zio->io_txg != spa_syncing_txg(spa)) {
2776                 uint64_t old = spa->spa_last_io;
2777                 uint64_t new = ddi_get_lbolt64();
2778                 if (old != new)
2779                         (void) atomic_cas_64(&spa->spa_last_io, old, new);
2780         }
2781
2782         align = 1ULL << vd->vdev_top->vdev_ashift;
2783
2784         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL) &&
2785             P2PHASE(zio->io_size, align) != 0) {
2786                 /* Transform logical writes to be a full physical block size. */
2787                 uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
2788                 char *abuf = NULL;
2789                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2790                     zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2791                         abuf = zio_buf_alloc(asize);
2792                 ASSERT(vd == vd->vdev_top);
2793                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
2794                         bcopy(zio->io_data, abuf, zio->io_size);
2795                         bzero(abuf + zio->io_size, asize - zio->io_size);
2796                 }
2797                 zio_push_transform(zio, abuf, asize, abuf ? asize : 0,
2798                     zio_subblock);
2799         }
2800
2801         /*
2802          * If this is not a physical io, make sure that it is properly aligned
2803          * before proceeding.
2804          */
2805         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL)) {
2806                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, align));
2807                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, align));
2808         } else {
2809                 /*
2810                  * For physical writes, we allow 512b aligned writes and assume
2811                  * the device will perform a read-modify-write as necessary.
2812                  */
2813                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_offset, SPA_MINBLOCKSIZE));
2814                 ASSERT0(P2PHASE(zio->io_size, SPA_MINBLOCKSIZE));
2815         }
2816
2817         VERIFY(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || spa_writeable(spa));
2818
2819         /*
2820          * If this is a repair I/O, and there's no self-healing involved --
2821          * that is, we're just resilvering what we expect to resilver --
2822          * then don't do the I/O unless zio's txg is actually in vd's DTL.
2823          * This prevents spurious resilvering with nested replication.
2824          * For example, given a mirror of mirrors, (A+B)+(C+D), if only
2825          * A is out of date, we'll read from C+D, then use the data to
2826          * resilver A+B -- but we don't actually want to resilver B, just A.
2827          * The top-level mirror has no way to know this, so instead we just
2828          * discard unnecessary repairs as we work our way down the vdev tree.
2829          * The same logic applies to any form of nested replication:
2830          * ditto + mirror, RAID-Z + replacing, etc.  This covers them all.
2831          */
2832         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2833             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SELF_HEAL) &&
2834             zio->io_txg != 0 && /* not a delegated i/o */
2835             !vdev_dtl_contains(vd, DTL_PARTIAL, zio->io_txg, 1)) {
2836                 ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2837                 zio_vdev_io_bypass(zio);
2838                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2839         }
2840
2841         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
2842                 switch (zio->io_type) {
2843                 case ZIO_TYPE_READ:
2844                         if (vdev_cache_read(zio))
2845                                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2846                         /* FALLTHROUGH */
2847                 case ZIO_TYPE_WRITE:
2848                 case ZIO_TYPE_FREE:
2849                         if ((zio = vdev_queue_io(zio)) == NULL)
2850                                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2851
2852                         if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2853                                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2854                                 zio_interrupt(zio);
2855                                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2856                         }
2857                         break;
2858                 }
2859                 /*
2860                  * Note that we ignore repair writes for TRIM because they can
2861                  * conflict with normal writes. This isn't an issue because, by
2862                  * definition, we only repair blocks that aren't freed.
2863                  */
2864                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2865                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2866                     !trim_map_write_start(zio))
2867                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2868         }
2869
2870         vd->vdev_ops->vdev_op_io_start(zio);
2871         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2872 }
2873
2874 static int
2875 zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
2876 {
2877         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2878         vdev_ops_t *ops = vd ? vd->vdev_ops : &vdev_mirror_ops;
2879         boolean_t unexpected_error = B_FALSE;
2880
2881         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2882                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2883
2884         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2885             zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE || zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE);
2886
2887         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2888             (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE ||
2889             zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE)) {
2890
2891                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2892                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR))
2893                         trim_map_write_done(zio);
2894
2895                 vdev_queue_io_done(zio);
2896
2897                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2898                         vdev_cache_write(zio);
2899
2900                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2901                         zio->io_error = zio_handle_device_injection(vd,
2902                             zio, EIO);
2903
2904                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2905                         zio->io_error = zio_handle_label_injection(zio, EIO);
2906
2907                 if (zio->io_error) {
2908                         if (zio->io_error == ENOTSUP &&
2909                             zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) {
2910                                 /* Not all devices support TRIM. */
2911                         } else if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2912                                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
2913                         } else {
2914                                 unexpected_error = B_TRUE;
2915                         }
2916                 }
2917         }
2918
2919         ops->vdev_op_io_done(zio);
2920
2921         if (unexpected_error)
2922                 VERIFY(vdev_probe(vd, zio) == NULL);
2923
2924         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2925 }
2926
2927 /*
2928  * For non-raidz ZIOs, we can just copy aside the bad data read from the
2929  * disk, and use that to finish the checksum ereport later.
2930  */
2931 static void
2932 zio_vsd_default_cksum_finish(zio_cksum_report_t *zcr,
2933     const void *good_buf)
2934 {
2935         /* no processing needed */
2936         zfs_ereport_finish_checksum(zcr, good_buf, zcr->zcr_cbdata, B_FALSE);
2937 }
2938
2939 /*ARGSUSED*/
2940 void
2941 zio_vsd_default_cksum_report(zio_t *zio, zio_cksum_report_t *zcr, void *ignored)
2942 {
2943         void *buf = zio_buf_alloc(zio->io_size);
2944
2945         bcopy(zio->io_data, buf, zio->io_size);
2946
2947         zcr->zcr_cbinfo = zio->io_size;
2948         zcr->zcr_cbdata = buf;
2949         zcr->zcr_finish = zio_vsd_default_cksum_finish;
2950         zcr->zcr_free = zio_buf_free;
2951 }
2952
2953 static int
2954 zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
2955 {
2956         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2957
2958         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2959                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2960
2961         if (vd == NULL && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2962                 spa_config_exit(zio->io_spa, SCL_ZIO, zio);
2963
2964         if (zio->io_vsd != NULL) {
2965                 zio->io_vsd_ops->vsd_free(zio);
2966                 zio->io_vsd = NULL;
2967         }
2968
2969         if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2970                 zio->io_error = zio_handle_fault_injection(zio, EIO);
2971
2972         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE &&
2973             zio->io_priority != ZIO_PRIORITY_NOW) {
2974                 switch (zio->io_error) {
2975                 case 0:
2976                         ZIO_TRIM_STAT_INCR(bytes, zio->io_size);
2977                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(success);
2978                         break;
2979                 case EOPNOTSUPP:
2980                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(unsupported);
2981                         break;
2982                 default:
2983                         ZIO_TRIM_STAT_BUMP(failed);
2984                         break;
2985                 }
2986         }
2987
2988         /*
2989          * If the I/O failed, determine whether we should attempt to retry it.
2990          *
2991          * On retry, we cut in line in the issue queue, since we don't want
2992          * compression/checksumming/etc. work to prevent our (cheap) IO reissue.
2993          */
2994         if (zio->io_error && vd == NULL &&
2995             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_IO_RETRY))) {
2996                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_QUEUE)); /* not a leaf */
2997                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_BYPASS));  /* not a leaf */
2998                 zio->io_error = 0;
2999                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_RETRY |
3000                     ZIO_FLAG_DONT_CACHE | ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE;
3001                 zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1;
3002                 zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE,
3003                     zio_requeue_io_start_cut_in_line);
3004                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3005         }
3006
3007         /*
3008          * If we got an error on a leaf device, convert it to ENXIO
3009          * if the device is not accessible at all.
3010          */
3011         if (zio->io_error && vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
3012             !vdev_accessible(vd, zio))
3013                 zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
3014
3015         /*
3016          * If we can't write to an interior vdev (mirror or RAID-Z),
3017          * set vdev_cant_write so that we stop trying to allocate from it.
3018          */
3019         if (zio->io_error == ENXIO && zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
3020             vd != NULL && !vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3021                 vd->vdev_cant_write = B_TRUE;
3022         }
3023
3024         if (zio->io_error)
3025                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
3026
3027         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
3028             zio->io_physdone != NULL) {
3029                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DELEGATED));
3030                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_VDEV);
3031                 zio->io_physdone(zio->io_logical);
3032         }
3033
3034         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3035 }
3036
3037 void
3038 zio_vdev_io_reissue(zio_t *zio)
3039 {
3040         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
3041         ASSERT(zio->io_error == 0);
3042
3043         zio->io_stage >>= 1;
3044 }
3045
3046 void
3047 zio_vdev_io_redone(zio_t *zio)
3048 {
3049         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE);
3050
3051         zio->io_stage >>= 1;
3052 }
3053
3054 void
3055 zio_vdev_io_bypass(zio_t *zio)
3056 {
3057         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
3058         ASSERT(zio->io_error == 0);
3059
3060         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_BYPASS;
3061         zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS >> 1;
3062 }
3063
3064 /*
3065  * ==========================================================================
3066  * Generate and verify checksums
3067  * ==========================================================================
3068  */
3069 static int
3070 zio_checksum_generate(zio_t *zio)
3071 {
3072         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3073         enum zio_checksum checksum;
3074
3075         if (bp == NULL) {
3076                 /*
3077                  * This is zio_write_phys().
3078                  * We're either generating a label checksum, or none at all.
3079                  */
3080                 checksum = zio->io_prop.zp_checksum;
3081
3082                 if (checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
3083                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3084
3085                 ASSERT(checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
3086         } else {
3087                 if (BP_IS_GANG(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG) {
3088                         ASSERT(!IO_IS_ALLOCATING(zio));
3089                         checksum = ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER;
3090                 } else {
3091                         checksum = BP_GET_CHECKSUM(bp);
3092                 }
3093         }
3094
3095         zio_checksum_compute(zio, checksum, zio->io_data, zio->io_size);
3096
3097         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3098 }
3099
3100 static int
3101 zio_checksum_verify(zio_t *zio)
3102 {
3103         zio_bad_cksum_t info;
3104         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3105         int error;
3106
3107         ASSERT(zio->io_vd != NULL);
3108
3109         if (bp == NULL) {
3110                 /*
3111                  * This is zio_read_phys().
3112                  * We're either verifying a label checksum, or nothing at all.
3113                  */
3114                 if (zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
3115                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3116
3117                 ASSERT(zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
3118         }
3119
3120         if ((error = zio_checksum_error(zio, &info)) != 0) {
3121                 zio->io_error = error;
3122                 if (error == ECKSUM &&
3123                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE)) {
3124                         zfs_ereport_start_checksum(zio->io_spa,
3125                             zio->io_vd, zio, zio->io_offset,
3126                             zio->io_size, NULL, &info);
3127                 }
3128         }
3129
3130         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3131 }
3132
3133 /*
3134  * Called by RAID-Z to ensure we don't compute the checksum twice.
3135  */
3136 void
3137 zio_checksum_verified(zio_t *zio)
3138 {
3139         zio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
3140 }
3141
3142 /*
3143  * ==========================================================================
3144  * Error rank.  Error are ranked in the order 0, ENXIO, ECKSUM, EIO, other.
3145  * An error of 0 indicates success.  ENXIO indicates whole-device failure,
3146  * which may be transient (e.g. unplugged) or permament.  ECKSUM and EIO
3147  * indicate errors that are specific to one I/O, and most likely permanent.
3148  * Any other error is presumed to be worse because we weren't expecting it.
3149  * ==========================================================================
3150  */
3151 int
3152 zio_worst_error(int e1, int e2)
3153 {
3154         static int zio_error_rank[] = { 0, ENXIO, ECKSUM, EIO };
3155         int r1, r2;
3156
3157         for (r1 = 0; r1 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r1++)
3158                 if (e1 == zio_error_rank[r1])
3159                         break;
3160
3161         for (r2 = 0; r2 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r2++)
3162                 if (e2 == zio_error_rank[r2])
3163                         break;
3164
3165         return (r1 > r2 ? e1 : e2);
3166 }
3167
3168 /*
3169  * ==========================================================================
3170  * I/O completion
3171  * ==========================================================================
3172  */
3173 static int
3174 zio_ready(zio_t *zio)
3175 {
3176         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3177         zio_t *pio, *pio_next;
3178
3179         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
3180             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_READY))
3181                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3182
3183         if (zio->io_ready) {
3184                 ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
3185                 ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp) ||
3186                     (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE));
3187                 ASSERT(zio->io_children[ZIO_CHILD_GANG][ZIO_WAIT_READY] == 0);
3188
3189                 zio->io_ready(zio);
3190         }
3191
3192         if (bp != NULL && bp != &zio->io_bp_copy)
3193                 zio->io_bp_copy = *bp;
3194
3195         if (zio->io_error)
3196                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
3197
3198         mutex_enter(&zio->io_lock);
3199         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = 1;
3200         pio = zio_walk_parents(zio);
3201         mutex_exit(&zio->io_lock);
3202
3203         /*
3204          * As we notify zio's parents, new parents could be added.
3205          * New parents go to the head of zio's io_parent_list, however,
3206          * so we will (correctly) not notify them.  The remainder of zio's
3207          * io_parent_list, from 'pio_next' onward, cannot change because
3208          * all parents must wait for us to be done before they can be done.
3209          */
3210         for (; pio != NULL; pio = pio_next) {
3211                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3212                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_READY);
3213         }
3214
3215         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
3216                 if (BP_IS_GANG(bp)) {
3217                         zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_NODATA;
3218                 } else {
3219                         ASSERT((uintptr_t)zio->io_data < SPA_MAXBLOCKSIZE);
3220                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
3221                 }
3222         }
3223
3224         if (zio_injection_enabled &&
3225             zio->io_spa->spa_syncing_txg == zio->io_txg)
3226                 zio_handle_ignored_writes(zio);
3227
3228         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
3229 }
3230
3231 static int
3232 zio_done(zio_t *zio)
3233 {
3234         spa_t *spa = zio->io_spa;
3235         zio_t *lio = zio->io_logical;
3236         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3237         vdev_t *vd = zio->io_vd;
3238         uint64_t psize = zio->io_size;
3239         zio_t *pio, *pio_next;
3240
3241         /*
3242          * If our children haven't all completed,
3243          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
3244          */
3245         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE) ||
3246             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE) ||
3247             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE) ||
3248             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_DONE))
3249                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3250
3251         for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
3252                 for (int w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
3253                         ASSERT(zio->io_children[c][w] == 0);
3254
3255         if (bp != NULL && !BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
3256                 ASSERT(bp->blk_pad[0] == 0);
3257                 ASSERT(bp->blk_pad[1] == 0);
3258                 ASSERT(bcmp(bp, &zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t)) == 0 ||
3259                     (bp == zio_unique_parent(zio)->io_bp));
3260                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE && !BP_IS_HOLE(bp) &&
3261                     zio->io_bp_override == NULL &&
3262                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)) {
3263                         ASSERT(!BP_SHOULD_BYTESWAP(bp));
3264                         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(bp));
3265                         ASSERT(BP_COUNT_GANG(bp) == 0 ||
3266                             (BP_COUNT_GANG(bp) == BP_GET_NDVAS(bp)));
3267                 }
3268                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE)
3269                         VERIFY(BP_EQUAL(bp, &zio->io_bp_orig));
3270         }
3271
3272         /*
3273          * If there were child vdev/gang/ddt errors, they apply to us now.
3274          */
3275         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_VDEV);
3276         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_GANG);
3277         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_DDT);
3278
3279         /*
3280          * If the I/O on the transformed data was successful, generate any
3281          * checksum reports now while we still have the transformed data.
3282          */
3283         if (zio->io_error == 0) {
3284                 while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3285                         zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3286                         uint64_t align = zcr->zcr_align;
3287                         uint64_t asize = P2ROUNDUP(psize, align);
3288                         char *abuf = zio->io_data;
3289
3290                         if (asize != psize) {
3291                                 abuf = zio_buf_alloc(asize);
3292                                 bcopy(zio->io_data, abuf, psize);
3293                                 bzero(abuf + psize, asize - psize);
3294                         }
3295
3296                         zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3297                         zcr->zcr_next = NULL;
3298                         zcr->zcr_finish(zcr, abuf);
3299                         zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3300
3301                         if (asize != psize)
3302                                 zio_buf_free(abuf, asize);
3303                 }
3304         }
3305
3306         zio_pop_transforms(zio);        /* note: may set zio->io_error */
3307
3308         vdev_stat_update(zio, psize);
3309
3310         if (zio->io_error) {
3311                 /*
3312                  * If this I/O is attached to a particular vdev,
3313                  * generate an error message describing the I/O failure
3314                  * at the block level.  We ignore these errors if the
3315                  * device is currently unavailable.
3316                  */
3317                 if (zio->io_error != ECKSUM && vd != NULL && !vdev_is_dead(vd))
3318                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO, spa, vd, zio, 0, 0);
3319
3320                 if ((zio->io_error == EIO || !(zio->io_flags &
3321                     (ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))) &&
3322                     zio == lio) {
3323                         /*
3324                          * For logical I/O requests, tell the SPA to log the
3325                          * error and generate a logical data ereport.
3326                          */
3327                         spa_log_error(spa, zio);
3328                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DATA, spa, NULL, zio,
3329                             0, 0);
3330                 }
3331         }
3332
3333         if (zio->io_error && zio == lio) {
3334                 /*
3335                  * Determine whether zio should be reexecuted.  This will
3336                  * propagate all the way to the root via zio_notify_parent().
3337                  */
3338                 ASSERT(vd == NULL && bp != NULL);
3339                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3340
3341                 if (IO_IS_ALLOCATING(zio) &&
3342                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL)) {
3343                         if (zio->io_error != ENOSPC)
3344                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_NOW;
3345                         else
3346                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3347                 }
3348
3349                 if ((zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
3350                     zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) &&
3351                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) &&
3352                     zio->io_error == ENXIO &&
3353                     spa_load_state(spa) == SPA_LOAD_NONE &&
3354                     spa_get_failmode(spa) != ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE)
3355                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3356
3357                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL) && !zio->io_reexecute)
3358                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
3359
3360                 /*
3361                  * Here is a possibly good place to attempt to do
3362                  * either combinatorial reconstruction or error correction
3363                  * based on checksums.  It also might be a good place
3364                  * to send out preliminary ereports before we suspend
3365                  * processing.
3366                  */
3367         }
3368
3369         /*
3370          * If there were logical child errors, they apply to us now.
3371          * We defer this until now to avoid conflating logical child
3372          * errors with errors that happened to the zio itself when
3373          * updating vdev stats and reporting FMA events above.
3374          */
3375         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL);
3376
3377         if ((zio->io_error || zio->io_reexecute) &&
3378             IO_IS_ALLOCATING(zio) && zio->io_gang_leader == zio &&
3379             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)))
3380                 zio_dva_unallocate(zio, zio->io_gang_tree, bp);
3381
3382         zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
3383
3384         /*
3385          * Godfather I/Os should never suspend.
3386          */
3387         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3388             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND))
3389                 zio->io_reexecute = 0;
3390
3391         if (zio->io_reexecute) {
3392                 /*
3393                  * This is a logical I/O that wants to reexecute.
3394                  *
3395                  * Reexecute is top-down.  When an i/o fails, if it's not
3396                  * the root, it simply notifies its parent and sticks around.
3397                  * The parent, seeing that it still has children in zio_done(),
3398                  * does the same.  This percolates all the way up to the root.
3399                  * The root i/o will reexecute or suspend the entire tree.
3400                  *
3401                  * This approach ensures that zio_reexecute() honors
3402                  * all the original i/o dependency relationships, e.g.
3403                  * parents not executing until children are ready.
3404                  */
3405                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3406
3407                 zio->io_gang_leader = NULL;
3408
3409                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3410                 zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3411                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3412
3413                 /*
3414                  * "The Godfather" I/O monitors its children but is
3415                  * not a true parent to them. It will track them through
3416                  * the pipeline but severs its ties whenever they get into
3417                  * trouble (e.g. suspended). This allows "The Godfather"
3418                  * I/O to return status without blocking.
3419                  */
3420                 for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3421                         zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3422                         pio_next = zio_walk_parents(zio);
3423
3424                         if ((pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3425                             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND)) {
3426                                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3427                                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3428                         }
3429                 }
3430
3431                 if ((pio = zio_unique_parent(zio)) != NULL) {
3432                         /*
3433                          * We're not a root i/o, so there's nothing to do
3434                          * but notify our parent.  Don't propagate errors
3435                          * upward since we haven't permanently failed yet.
3436                          */
3437                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
3438                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
3439                         zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3440                 } else if (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND) {
3441                         /*
3442                          * We'd fail again if we reexecuted now, so suspend
3443                          * until conditions improve (e.g. device comes online).
3444                          */
3445                         zio_suspend(spa, zio);
3446                 } else {
3447                         /*
3448                          * Reexecution is potentially a huge amount of work.
3449                          * Hand it off to the otherwise-unused claim taskq.
3450                          */
3451 #if defined(illumos) || !defined(_KERNEL)
3452                         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_next == NULL);
3453 #else
3454                         ASSERT(zio->io_tqent.tqent_task.ta_pending == 0);
3455 #endif
3456                         spa_taskq_dispatch_ent(spa, ZIO_TYPE_CLAIM,
3457                             ZIO_TASKQ_ISSUE, (task_func_t *)zio_reexecute, zio,
3458                             0, &zio->io_tqent);
3459                 }
3460                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3461         }
3462
3463         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
3464         ASSERT(zio->io_reexecute == 0);
3465         ASSERT(zio->io_error == 0 || (zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL));
3466
3467         /*
3468          * Report any checksum errors, since the I/O is complete.
3469          */
3470         while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3471                 zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3472                 zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3473                 zcr->zcr_next = NULL;
3474                 zcr->zcr_finish(zcr, NULL);
3475                 zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3476         }
3477
3478         /*
3479          * It is the responsibility of the done callback to ensure that this
3480          * particular zio is no longer discoverable for adoption, and as
3481          * such, cannot acquire any new parents.
3482          */
3483         if (zio->io_done)
3484                 zio->io_done(zio);
3485
3486         mutex_enter(&zio->io_lock);
3487         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3488         mutex_exit(&zio->io_lock);
3489
3490         for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3491                 zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3492                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3493                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3494                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3495         }
3496
3497         if (zio->io_waiter != NULL) {
3498                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3499                 zio->io_executor = NULL;
3500                 cv_broadcast(&zio->io_cv);
3501                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3502         } else {
3503                 zio_destroy(zio);
3504         }
3505
3506         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3507 }
3508
3509 /*
3510  * ==========================================================================
3511  * I/O pipeline definition
3512  * ==========================================================================
3513  */
3514 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[] = {
3515         NULL,
3516         zio_read_bp_init,
3517         zio_free_bp_init,
3518         zio_issue_async,
3519         zio_write_bp_init,
3520         zio_checksum_generate,
3521         zio_nop_write,
3522         zio_ddt_read_start,
3523         zio_ddt_read_done,
3524         zio_ddt_write,
3525         zio_ddt_free,
3526         zio_gang_assemble,
3527         zio_gang_issue,
3528         zio_dva_allocate,
3529         zio_dva_free,
3530         zio_dva_claim,
3531         zio_ready,
3532         zio_vdev_io_start,
3533         zio_vdev_io_done,
3534         zio_vdev_io_assess,
3535         zio_checksum_verify,
3536         zio_done
3537 };
3538
3539
3540
3541
3542 /*
3543  * Compare two zbookmark_phys_t's to see which we would reach first in a
3544  * pre-order traversal of the object tree.
3545  *
3546  * This is simple in every case aside from the meta-dnode object. For all other
3547  * objects, we traverse them in order (object 1 before object 2, and so on).
3548  * However, all of these objects are traversed while traversing object 0, since
3549  * the data it points to is the list of objects.  Thus, we need to convert to a
3550  * canonical representation so we can compare meta-dnode bookmarks to
3551  * non-meta-dnode bookmarks.
3552  *
3553  * We do this by calculating "equivalents" for each field of the zbookmark.
3554  * zbookmarks outside of the meta-dnode use their own object and level, and
3555  * calculate the level 0 equivalent (the first L0 blkid that is contained in the
3556  * blocks this bookmark refers to) by multiplying their blkid by their span
3557  * (the number of L0 blocks contained within one block at their level).
3558  * zbookmarks inside the meta-dnode calculate their object equivalent
3559  * (which is L0equiv * dnodes per data block), use 0 for their L0equiv, and use
3560  * level + 1<<31 (any value larger than a level could ever be) for their level.
3561  * This causes them to always compare before a bookmark in their object
3562  * equivalent, compare appropriately to bookmarks in other objects, and to
3563  * compare appropriately to other bookmarks in the meta-dnode.
3564  */
3565 int
3566 zbookmark_compare(uint16_t dbss1, uint8_t ibs1, uint16_t dbss2, uint8_t ibs2,
3567     const zbookmark_phys_t *zb1, const zbookmark_phys_t *zb2)
3568 {
3569         /*
3570          * These variables represent the "equivalent" values for the zbookmark,
3571          * after converting zbookmarks inside the meta dnode to their
3572          * normal-object equivalents.
3573          */
3574         uint64_t zb1obj, zb2obj;
3575         uint64_t zb1L0, zb2L0;
3576         uint64_t zb1level, zb2level;
3577
3578         if (zb1->zb_object == zb2->zb_object &&
3579             zb1->zb_level == zb2->zb_level &&
3580             zb1->zb_blkid == zb2->zb_blkid)
3581                 return (0);
3582
3583         /*
3584          * BP_SPANB calculates the span in blocks.
3585          */
3586         zb1L0 = (zb1->zb_blkid) * BP_SPANB(ibs1, zb1->zb_level);
3587         zb2L0 = (zb2->zb_blkid) * BP_SPANB(ibs2, zb2->zb_level);
3588
3589         if (zb1->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3590                 zb1obj = zb1L0 * (dbss1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT - DNODE_SHIFT));
3591                 zb1L0 = 0;
3592                 zb1level = zb1->zb_level + COMPARE_META_LEVEL;
3593         } else {
3594                 zb1obj = zb1->zb_object;
3595                 zb1level = zb1->zb_level;
3596         }
3597
3598         if (zb2->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3599                 zb2obj = zb2L0 * (dbss2 << (SPA_MINBLOCKSHIFT - DNODE_SHIFT));
3600                 zb2L0 = 0;
3601                 zb2level = zb2->zb_level + COMPARE_META_LEVEL;
3602         } else {
3603                 zb2obj = zb2->zb_object;
3604                 zb2level = zb2->zb_level;
3605         }
3606
3607         /* Now that we have a canonical representation, do the comparison. */
3608         if (zb1obj != zb2obj)
3609                 return (zb1obj < zb2obj ? -1 : 1);
3610         else if (zb1L0 != zb2L0)
3611                 return (zb1L0 < zb2L0 ? -1 : 1);
3612         else if (zb1level != zb2level)
3613                 return (zb1level > zb2level ? -1 : 1);
3614         /*
3615          * This can (theoretically) happen if the bookmarks have the same object
3616          * and level, but different blkids, if the block sizes are not the same.
3617          * There is presently no way to change the indirect block sizes
3618          */
3619         return (0);
3620 }
3621
3622 /*
3623  *  This function checks the following: given that last_block is the place that
3624  *  our traversal stopped last time, does that guarantee that we've visited
3625  *  every node under subtree_root?  Therefore, we can't just use the raw output
3626  *  of zbookmark_compare.  We have to pass in a modified version of
3627  *  subtree_root; by incrementing the block id, and then checking whether
3628  *  last_block is before or equal to that, we can tell whether or not having
3629  *  visited last_block implies that all of subtree_root's children have been
3630  *  visited.
3631  */
3632 boolean_t
3633 zbookmark_subtree_completed(const dnode_phys_t *dnp,
3634     const zbookmark_phys_t *subtree_root, const zbookmark_phys_t *last_block)
3635 {
3636         zbookmark_phys_t mod_zb = *subtree_root;
3637         mod_zb.zb_blkid++;
3638         ASSERT(last_block->zb_level == 0);
3639
3640         /* The objset_phys_t isn't before anything. */
3641         if (dnp == NULL)
3642                 return (B_FALSE);
3643
3644         /*
3645          * We pass in 1ULL << (DNODE_BLOCK_SHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT) for the
3646          * data block size in sectors, because that variable is only used if
3647          * the bookmark refers to a block in the meta-dnode.  Since we don't
3648          * know without examining it what object it refers to, and there's no
3649          * harm in passing in this value in other cases, we always pass it in.
3650          *
3651          * We pass in 0 for the indirect block size shift because zb2 must be
3652          * level 0.  The indirect block size is only used to calculate the span
3653          * of the bookmark, but since the bookmark must be level 0, the span is
3654          * always 1, so the math works out.
3655          *
3656          * If you make changes to how the zbookmark_compare code works, be sure
3657          * to make sure that this code still works afterwards.
3658          */
3659         return (zbookmark_compare(dnp->dn_datablkszsec, dnp->dn_indblkshift,
3660             1ULL << (DNODE_BLOCK_SHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT), 0, &mod_zb,
3661             last_block) <= 0);
3662 }