638105a098dfd52b64a4d118a4cc80bb5ebbdb06
[zfs.git] / module / 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) 2012 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2011 Nexenta Systems, Inc. All rights reserved.
25  */
26
27 #include <sys/zfs_context.h>
28 #include <sys/fm/fs/zfs.h>
29 #include <sys/spa.h>
30 #include <sys/txg.h>
31 #include <sys/spa_impl.h>
32 #include <sys/vdev_impl.h>
33 #include <sys/zio_impl.h>
34 #include <sys/zio_compress.h>
35 #include <sys/zio_checksum.h>
36 #include <sys/dmu_objset.h>
37 #include <sys/arc.h>
38 #include <sys/ddt.h>
39
40 /*
41  * ==========================================================================
42  * I/O priority table
43  * ==========================================================================
44  */
45 uint8_t zio_priority_table[ZIO_PRIORITY_TABLE_SIZE] = {
46         0,      /* ZIO_PRIORITY_NOW             */
47         0,      /* ZIO_PRIORITY_SYNC_READ       */
48         0,      /* ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE      */
49         0,      /* ZIO_PRIORITY_LOG_WRITE       */
50         1,      /* ZIO_PRIORITY_CACHE_FILL      */
51         1,      /* ZIO_PRIORITY_AGG             */
52         4,      /* ZIO_PRIORITY_FREE            */
53         4,      /* ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE     */
54         6,      /* ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ      */
55         10,     /* ZIO_PRIORITY_RESILVER        */
56         20,     /* ZIO_PRIORITY_SCRUB           */
57         2,      /* ZIO_PRIORITY_DDT_PREFETCH    */
58 };
59
60 /*
61  * ==========================================================================
62  * I/O type descriptions
63  * ==========================================================================
64  */
65 char *zio_type_name[ZIO_TYPES] = {
66         "z_null", "z_rd", "z_wr", "z_fr", "z_cl", "z_ioctl"
67 };
68
69 /*
70  * ==========================================================================
71  * I/O kmem caches
72  * ==========================================================================
73  */
74 kmem_cache_t *zio_cache;
75 kmem_cache_t *zio_link_cache;
76 kmem_cache_t *zio_vdev_cache;
77 kmem_cache_t *zio_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
78 kmem_cache_t *zio_data_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
79 int zio_bulk_flags = 0;
80 int zio_delay_max = ZIO_DELAY_MAX;
81
82 #ifdef _KERNEL
83 extern vmem_t *zio_alloc_arena;
84 #endif
85 extern int zfs_mg_alloc_failures;
86
87 /*
88  * An allocating zio is one that either currently has the DVA allocate
89  * stage set or will have it later in its lifetime.
90  */
91 #define IO_IS_ALLOCATING(zio) ((zio)->io_orig_pipeline & ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE)
92
93 int zio_requeue_io_start_cut_in_line = 1;
94
95 #ifdef ZFS_DEBUG
96 int zio_buf_debug_limit = 16384;
97 #else
98 int zio_buf_debug_limit = 0;
99 #endif
100
101 static inline void __zio_execute(zio_t *zio);
102
103 static int
104 zio_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
105 {
106         zio_t *zio = arg;
107
108         bzero(zio, sizeof (zio_t));
109
110         mutex_init(&zio->io_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
111         cv_init(&zio->io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
112
113         list_create(&zio->io_parent_list, sizeof (zio_link_t),
114             offsetof(zio_link_t, zl_parent_node));
115         list_create(&zio->io_child_list, sizeof (zio_link_t),
116             offsetof(zio_link_t, zl_child_node));
117
118         return (0);
119 }
120
121 static void
122 zio_dest(void *arg, void *unused)
123 {
124         zio_t *zio = arg;
125
126         mutex_destroy(&zio->io_lock);
127         cv_destroy(&zio->io_cv);
128         list_destroy(&zio->io_parent_list);
129         list_destroy(&zio->io_child_list);
130 }
131
132 void
133 zio_init(void)
134 {
135         size_t c;
136         vmem_t *data_alloc_arena = NULL;
137
138 #ifdef _KERNEL
139         data_alloc_arena = zio_alloc_arena;
140 #endif
141         zio_cache = kmem_cache_create("zio_cache", sizeof (zio_t), 0,
142             zio_cons, zio_dest, NULL, NULL, NULL, KMC_KMEM);
143         zio_link_cache = kmem_cache_create("zio_link_cache",
144             sizeof (zio_link_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, KMC_KMEM);
145         zio_vdev_cache = kmem_cache_create("zio_vdev_cache", sizeof(vdev_io_t),
146             PAGESIZE, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, KMC_VMEM);
147
148         /*
149          * For small buffers, we want a cache for each multiple of
150          * SPA_MINBLOCKSIZE.  For medium-size buffers, we want a cache
151          * for each quarter-power of 2.  For large buffers, we want
152          * a cache for each multiple of PAGESIZE.
153          */
154         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
155                 size_t size = (c + 1) << SPA_MINBLOCKSHIFT;
156                 size_t p2 = size;
157                 size_t align = 0;
158
159                 while (p2 & (p2 - 1))
160                         p2 &= p2 - 1;
161
162                 if (size <= 4 * SPA_MINBLOCKSIZE) {
163                         align = SPA_MINBLOCKSIZE;
164                 } else if (P2PHASE(size, PAGESIZE) == 0) {
165                         align = PAGESIZE;
166                 } else if (P2PHASE(size, p2 >> 2) == 0) {
167                         align = p2 >> 2;
168                 }
169
170                 if (align != 0) {
171                         char name[36];
172                         int flags = zio_bulk_flags;
173
174                         /*
175                          * The smallest buffers (512b) are heavily used and
176                          * experience a lot of churn.  The slabs allocated
177                          * for them are also relatively small (32K).  Thus
178                          * in over to avoid expensive calls to vmalloc() we
179                          * make an exception to the usual slab allocation
180                          * policy and force these buffers to be kmem backed.
181                          */
182                         if (size == (1 << SPA_MINBLOCKSHIFT))
183                                 flags |= KMC_KMEM;
184
185                         (void) sprintf(name, "zio_buf_%lu", (ulong_t)size);
186                         zio_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
187                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, flags);
188
189                         (void) sprintf(name, "zio_data_buf_%lu", (ulong_t)size);
190                         zio_data_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
191                             align, NULL, NULL, NULL, NULL,
192                             data_alloc_arena, flags);
193                 }
194         }
195
196         while (--c != 0) {
197                 ASSERT(zio_buf_cache[c] != NULL);
198                 if (zio_buf_cache[c - 1] == NULL)
199                         zio_buf_cache[c - 1] = zio_buf_cache[c];
200
201                 ASSERT(zio_data_buf_cache[c] != NULL);
202                 if (zio_data_buf_cache[c - 1] == NULL)
203                         zio_data_buf_cache[c - 1] = zio_data_buf_cache[c];
204         }
205
206         /*
207          * The zio write taskqs have 1 thread per cpu, allow 1/2 of the taskqs
208          * to fail 3 times per txg or 8 failures, whichever is greater.
209          */
210         zfs_mg_alloc_failures = MAX((3 * max_ncpus / 2), 8);
211
212         zio_inject_init();
213 }
214
215 void
216 zio_fini(void)
217 {
218         size_t c;
219         kmem_cache_t *last_cache = NULL;
220         kmem_cache_t *last_data_cache = NULL;
221
222         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
223                 if (zio_buf_cache[c] != last_cache) {
224                         last_cache = zio_buf_cache[c];
225                         kmem_cache_destroy(zio_buf_cache[c]);
226                 }
227                 zio_buf_cache[c] = NULL;
228
229                 if (zio_data_buf_cache[c] != last_data_cache) {
230                         last_data_cache = zio_data_buf_cache[c];
231                         kmem_cache_destroy(zio_data_buf_cache[c]);
232                 }
233                 zio_data_buf_cache[c] = NULL;
234         }
235
236         kmem_cache_destroy(zio_vdev_cache);
237         kmem_cache_destroy(zio_link_cache);
238         kmem_cache_destroy(zio_cache);
239
240         zio_inject_fini();
241 }
242
243 /*
244  * ==========================================================================
245  * Allocate and free I/O buffers
246  * ==========================================================================
247  */
248
249 /*
250  * Use zio_buf_alloc to allocate ZFS metadata.  This data will appear in a
251  * crashdump if the kernel panics, so use it judiciously.  Obviously, it's
252  * useful to inspect ZFS metadata, but if possible, we should avoid keeping
253  * excess / transient data in-core during a crashdump.
254  */
255 void *
256 zio_buf_alloc(size_t size)
257 {
258         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
259
260         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
261
262         return (kmem_cache_alloc(zio_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE | KM_NODEBUG));
263 }
264
265 /*
266  * Use zio_data_buf_alloc to allocate data.  The data will not appear in a
267  * crashdump if the kernel panics.  This exists so that we will limit the amount
268  * of ZFS data that shows up in a kernel crashdump.  (Thus reducing the amount
269  * of kernel heap dumped to disk when the kernel panics)
270  */
271 void *
272 zio_data_buf_alloc(size_t size)
273 {
274         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
275
276         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
277
278         return (kmem_cache_alloc(zio_data_buf_cache[c],
279             KM_PUSHPAGE | KM_NODEBUG));
280 }
281
282 void
283 zio_buf_free(void *buf, size_t size)
284 {
285         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
286
287         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
288
289         kmem_cache_free(zio_buf_cache[c], buf);
290 }
291
292 void
293 zio_data_buf_free(void *buf, size_t size)
294 {
295         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
296
297         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
298
299         kmem_cache_free(zio_data_buf_cache[c], buf);
300 }
301
302 /*
303  * Dedicated I/O buffers to ensure that memory fragmentation never prevents
304  * or significantly delays the issuing of a zio.   These buffers are used
305  * to aggregate I/O and could be used for raidz stripes.
306  */
307 void *
308 zio_vdev_alloc(void)
309 {
310         return (kmem_cache_alloc(zio_vdev_cache, KM_PUSHPAGE));
311 }
312
313 void
314 zio_vdev_free(void *buf)
315 {
316         kmem_cache_free(zio_vdev_cache, buf);
317
318 }
319
320 /*
321  * ==========================================================================
322  * Push and pop I/O transform buffers
323  * ==========================================================================
324  */
325 static void
326 zio_push_transform(zio_t *zio, void *data, uint64_t size, uint64_t bufsize,
327         zio_transform_func_t *transform)
328 {
329         zio_transform_t *zt = kmem_alloc(sizeof (zio_transform_t), KM_PUSHPAGE);
330
331         zt->zt_orig_data = zio->io_data;
332         zt->zt_orig_size = zio->io_size;
333         zt->zt_bufsize = bufsize;
334         zt->zt_transform = transform;
335
336         zt->zt_next = zio->io_transform_stack;
337         zio->io_transform_stack = zt;
338
339         zio->io_data = data;
340         zio->io_size = size;
341 }
342
343 static void
344 zio_pop_transforms(zio_t *zio)
345 {
346         zio_transform_t *zt;
347
348         while ((zt = zio->io_transform_stack) != NULL) {
349                 if (zt->zt_transform != NULL)
350                         zt->zt_transform(zio,
351                             zt->zt_orig_data, zt->zt_orig_size);
352
353                 if (zt->zt_bufsize != 0)
354                         zio_buf_free(zio->io_data, zt->zt_bufsize);
355
356                 zio->io_data = zt->zt_orig_data;
357                 zio->io_size = zt->zt_orig_size;
358                 zio->io_transform_stack = zt->zt_next;
359
360                 kmem_free(zt, sizeof (zio_transform_t));
361         }
362 }
363
364 /*
365  * ==========================================================================
366  * I/O transform callbacks for subblocks and decompression
367  * ==========================================================================
368  */
369 static void
370 zio_subblock(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
371 {
372         ASSERT(zio->io_size > size);
373
374         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
375                 bcopy(zio->io_data, data, size);
376 }
377
378 static void
379 zio_decompress(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
380 {
381         if (zio->io_error == 0 &&
382             zio_decompress_data(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp),
383             zio->io_data, data, zio->io_size, size) != 0)
384                 zio->io_error = EIO;
385 }
386
387 /*
388  * ==========================================================================
389  * I/O parent/child relationships and pipeline interlocks
390  * ==========================================================================
391  */
392 /*
393  * NOTE - Callers to zio_walk_parents() and zio_walk_children must
394  *        continue calling these functions until they return NULL.
395  *        Otherwise, the next caller will pick up the list walk in
396  *        some indeterminate state.  (Otherwise every caller would
397  *        have to pass in a cookie to keep the state represented by
398  *        io_walk_link, which gets annoying.)
399  */
400 zio_t *
401 zio_walk_parents(zio_t *cio)
402 {
403         zio_link_t *zl = cio->io_walk_link;
404         list_t *pl = &cio->io_parent_list;
405
406         zl = (zl == NULL) ? list_head(pl) : list_next(pl, zl);
407         cio->io_walk_link = zl;
408
409         if (zl == NULL)
410                 return (NULL);
411
412         ASSERT(zl->zl_child == cio);
413         return (zl->zl_parent);
414 }
415
416 zio_t *
417 zio_walk_children(zio_t *pio)
418 {
419         zio_link_t *zl = pio->io_walk_link;
420         list_t *cl = &pio->io_child_list;
421
422         zl = (zl == NULL) ? list_head(cl) : list_next(cl, zl);
423         pio->io_walk_link = zl;
424
425         if (zl == NULL)
426                 return (NULL);
427
428         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
429         return (zl->zl_child);
430 }
431
432 zio_t *
433 zio_unique_parent(zio_t *cio)
434 {
435         zio_t *pio = zio_walk_parents(cio);
436
437         VERIFY(zio_walk_parents(cio) == NULL);
438         return (pio);
439 }
440
441 void
442 zio_add_child(zio_t *pio, zio_t *cio)
443 {
444         zio_link_t *zl = kmem_cache_alloc(zio_link_cache, KM_PUSHPAGE);
445         int w;
446
447         /*
448          * Logical I/Os can have logical, gang, or vdev children.
449          * Gang I/Os can have gang or vdev children.
450          * Vdev I/Os can only have vdev children.
451          * The following ASSERT captures all of these constraints.
452          */
453         ASSERT(cio->io_child_type <= pio->io_child_type);
454
455         zl->zl_parent = pio;
456         zl->zl_child = cio;
457
458         mutex_enter(&cio->io_lock);
459         mutex_enter(&pio->io_lock);
460
461         ASSERT(pio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] == 0);
462
463         for (w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
464                 pio->io_children[cio->io_child_type][w] += !cio->io_state[w];
465
466         list_insert_head(&pio->io_child_list, zl);
467         list_insert_head(&cio->io_parent_list, zl);
468
469         pio->io_child_count++;
470         cio->io_parent_count++;
471
472         mutex_exit(&pio->io_lock);
473         mutex_exit(&cio->io_lock);
474 }
475
476 static void
477 zio_remove_child(zio_t *pio, zio_t *cio, zio_link_t *zl)
478 {
479         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
480         ASSERT(zl->zl_child == cio);
481
482         mutex_enter(&cio->io_lock);
483         mutex_enter(&pio->io_lock);
484
485         list_remove(&pio->io_child_list, zl);
486         list_remove(&cio->io_parent_list, zl);
487
488         pio->io_child_count--;
489         cio->io_parent_count--;
490
491         mutex_exit(&pio->io_lock);
492         mutex_exit(&cio->io_lock);
493
494         kmem_cache_free(zio_link_cache, zl);
495 }
496
497 static boolean_t
498 zio_wait_for_children(zio_t *zio, enum zio_child child, enum zio_wait_type wait)
499 {
500         uint64_t *countp = &zio->io_children[child][wait];
501         boolean_t waiting = B_FALSE;
502
503         mutex_enter(&zio->io_lock);
504         ASSERT(zio->io_stall == NULL);
505         if (*countp != 0) {
506                 zio->io_stage >>= 1;
507                 zio->io_stall = countp;
508                 waiting = B_TRUE;
509         }
510         mutex_exit(&zio->io_lock);
511
512         return (waiting);
513 }
514
515 __attribute__((always_inline))
516 static inline void
517 zio_notify_parent(zio_t *pio, zio_t *zio, enum zio_wait_type wait)
518 {
519         uint64_t *countp = &pio->io_children[zio->io_child_type][wait];
520         int *errorp = &pio->io_child_error[zio->io_child_type];
521
522         mutex_enter(&pio->io_lock);
523         if (zio->io_error && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))
524                 *errorp = zio_worst_error(*errorp, zio->io_error);
525         pio->io_reexecute |= zio->io_reexecute;
526         ASSERT3U(*countp, >, 0);
527         if (--*countp == 0 && pio->io_stall == countp) {
528                 pio->io_stall = NULL;
529                 mutex_exit(&pio->io_lock);
530                 __zio_execute(pio);
531         } else {
532                 mutex_exit(&pio->io_lock);
533         }
534 }
535
536 static void
537 zio_inherit_child_errors(zio_t *zio, enum zio_child c)
538 {
539         if (zio->io_child_error[c] != 0 && zio->io_error == 0)
540                 zio->io_error = zio->io_child_error[c];
541 }
542
543 /*
544  * ==========================================================================
545  * Create the various types of I/O (read, write, free, etc)
546  * ==========================================================================
547  */
548 static zio_t *
549 zio_create(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
550     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
551     zio_type_t type, int priority, enum zio_flag flags,
552     vdev_t *vd, uint64_t offset, const zbookmark_t *zb,
553     enum zio_stage stage, enum zio_stage pipeline)
554 {
555         zio_t *zio;
556
557         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
558         ASSERT(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
559         ASSERT(P2PHASE(offset, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
560
561         ASSERT(!vd || spa_config_held(spa, SCL_STATE_ALL, RW_READER));
562         ASSERT(!bp || !(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER));
563         ASSERT(vd || stage == ZIO_STAGE_OPEN);
564
565         zio = kmem_cache_alloc(zio_cache, KM_PUSHPAGE);
566
567         if (vd != NULL)
568                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_VDEV;
569         else if (flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD)
570                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_GANG;
571         else if (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD)
572                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_DDT;
573         else
574                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_LOGICAL;
575
576         if (bp != NULL) {
577                 zio->io_logical = NULL;
578                 zio->io_bp = (blkptr_t *)bp;
579                 zio->io_bp_copy = *bp;
580                 zio->io_bp_orig = *bp;
581                 if (type != ZIO_TYPE_WRITE ||
582                     zio->io_child_type == ZIO_CHILD_DDT)
583                         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;  /* so caller can free */
584                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
585                         zio->io_logical = zio;
586                 if (zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG && BP_IS_GANG(bp))
587                         pipeline |= ZIO_GANG_STAGES;
588         } else {
589                 zio->io_logical = NULL;
590                 zio->io_bp = NULL;
591                 bzero(&zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t));
592                 bzero(&zio->io_bp_orig, sizeof (blkptr_t));
593         }
594
595         zio->io_spa = spa;
596         zio->io_txg = txg;
597         zio->io_ready = NULL;
598         zio->io_done = done;
599         zio->io_private = private;
600         zio->io_prev_space_delta = 0;
601         zio->io_type = type;
602         zio->io_priority = priority;
603         zio->io_vd = vd;
604         zio->io_vsd = NULL;
605         zio->io_vsd_ops = NULL;
606         zio->io_offset = offset;
607         zio->io_deadline = 0;
608         zio->io_orig_data = zio->io_data = data;
609         zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
610         zio->io_orig_flags = zio->io_flags = flags;
611         zio->io_orig_stage = zio->io_stage = stage;
612         zio->io_orig_pipeline = zio->io_pipeline = pipeline;
613         bzero(&zio->io_prop, sizeof (zio_prop_t));
614         zio->io_cmd = 0;
615         zio->io_reexecute = 0;
616         zio->io_bp_override = NULL;
617         zio->io_walk_link = NULL;
618         zio->io_transform_stack = NULL;
619         zio->io_delay = 0;
620         zio->io_error = 0;
621         zio->io_child_count = 0;
622         zio->io_parent_count = 0;
623         zio->io_stall = NULL;
624         zio->io_gang_leader = NULL;
625         zio->io_gang_tree = NULL;
626         zio->io_executor = NULL;
627         zio->io_waiter = NULL;
628         zio->io_cksum_report = NULL;
629         zio->io_ena = 0;
630         bzero(zio->io_child_error, sizeof (int) * ZIO_CHILD_TYPES);
631         bzero(zio->io_children,
632             sizeof (uint64_t) * ZIO_CHILD_TYPES * ZIO_WAIT_TYPES);
633         bzero(&zio->io_bookmark, sizeof (zbookmark_t));
634
635         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = (stage >= ZIO_STAGE_READY);
636         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = (stage >= ZIO_STAGE_DONE);
637
638         if (zb != NULL)
639                 zio->io_bookmark = *zb;
640
641         if (pio != NULL) {
642                 if (zio->io_logical == NULL)
643                         zio->io_logical = pio->io_logical;
644                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG)
645                         zio->io_gang_leader = pio->io_gang_leader;
646                 zio_add_child(pio, zio);
647         }
648
649         taskq_init_ent(&zio->io_tqent);
650
651         return (zio);
652 }
653
654 static void
655 zio_destroy(zio_t *zio)
656 {
657         kmem_cache_free(zio_cache, zio);
658 }
659
660 zio_t *
661 zio_null(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, zio_done_func_t *done,
662     void *private, enum zio_flag flags)
663 {
664         zio_t *zio;
665
666         zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
667             ZIO_TYPE_NULL, ZIO_PRIORITY_NOW, flags, vd, 0, NULL,
668             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_INTERLOCK_PIPELINE);
669
670         return (zio);
671 }
672
673 zio_t *
674 zio_root(spa_t *spa, zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
675 {
676         return (zio_null(NULL, spa, NULL, done, private, flags));
677 }
678
679 zio_t *
680 zio_read(zio_t *pio, spa_t *spa, const blkptr_t *bp,
681     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
682     int priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_t *zb)
683 {
684         zio_t *zio;
685
686         zio = zio_create(pio, spa, BP_PHYSICAL_BIRTH(bp), bp,
687             data, size, done, private,
688             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, NULL, 0, zb,
689             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
690             ZIO_DDT_CHILD_READ_PIPELINE : ZIO_READ_PIPELINE);
691
692         return (zio);
693 }
694
695 zio_t *
696 zio_write(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp,
697     void *data, uint64_t size, const zio_prop_t *zp,
698     zio_done_func_t *ready, zio_done_func_t *done, void *private,
699     int priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_t *zb)
700 {
701         zio_t *zio;
702
703         ASSERT(zp->zp_checksum >= ZIO_CHECKSUM_OFF &&
704             zp->zp_checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS &&
705             zp->zp_compress >= ZIO_COMPRESS_OFF &&
706             zp->zp_compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS &&
707             DMU_OT_IS_VALID(zp->zp_type) &&
708             zp->zp_level < 32 &&
709             zp->zp_copies > 0 &&
710             zp->zp_copies <= spa_max_replication(spa) &&
711             zp->zp_dedup <= 1 &&
712             zp->zp_dedup_verify <= 1);
713
714         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
715             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
716             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
717             ZIO_DDT_CHILD_WRITE_PIPELINE : ZIO_WRITE_PIPELINE);
718
719         zio->io_ready = ready;
720         zio->io_prop = *zp;
721
722         return (zio);
723 }
724
725 zio_t *
726 zio_rewrite(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp, void *data,
727     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private, int priority,
728     enum zio_flag flags, zbookmark_t *zb)
729 {
730         zio_t *zio;
731
732         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
733             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
734             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_REWRITE_PIPELINE);
735
736         return (zio);
737 }
738
739 void
740 zio_write_override(zio_t *zio, blkptr_t *bp, int copies)
741 {
742         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
743         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
744         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
745         ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(zio->io_spa));
746
747         zio->io_prop.zp_copies = copies;
748         zio->io_bp_override = bp;
749 }
750
751 void
752 zio_free(spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp)
753 {
754         bplist_append(&spa->spa_free_bplist[txg & TXG_MASK], bp);
755 }
756
757 zio_t *
758 zio_free_sync(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
759     enum zio_flag flags)
760 {
761         zio_t *zio;
762
763         dprintf_bp(bp, "freeing in txg %llu, pass %u",
764             (longlong_t)txg, spa->spa_sync_pass);
765
766         ASSERT(!BP_IS_HOLE(bp));
767         ASSERT(spa_syncing_txg(spa) == txg);
768         ASSERT(spa_sync_pass(spa) <= SYNC_PASS_DEFERRED_FREE);
769
770         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
771             NULL, NULL, ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_FREE, flags,
772             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_FREE_PIPELINE);
773
774         return (zio);
775 }
776
777 zio_t *
778 zio_claim(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
779     zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
780 {
781         zio_t *zio;
782
783         /*
784          * A claim is an allocation of a specific block.  Claims are needed
785          * to support immediate writes in the intent log.  The issue is that
786          * immediate writes contain committed data, but in a txg that was
787          * *not* committed.  Upon opening the pool after an unclean shutdown,
788          * the intent log claims all blocks that contain immediate write data
789          * so that the SPA knows they're in use.
790          *
791          * All claims *must* be resolved in the first txg -- before the SPA
792          * starts allocating blocks -- so that nothing is allocated twice.
793          * If txg == 0 we just verify that the block is claimable.
794          */
795         ASSERT3U(spa->spa_uberblock.ub_rootbp.blk_birth, <, spa_first_txg(spa));
796         ASSERT(txg == spa_first_txg(spa) || txg == 0);
797         ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp) || !spa_writeable(spa));       /* zdb(1M) */
798
799         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
800             done, private, ZIO_TYPE_CLAIM, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
801             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_CLAIM_PIPELINE);
802
803         return (zio);
804 }
805
806 zio_t *
807 zio_ioctl(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, int cmd,
808     zio_done_func_t *done, void *private, int priority, enum zio_flag flags)
809 {
810         zio_t *zio;
811         int c;
812
813         if (vd->vdev_children == 0) {
814                 zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
815                     ZIO_TYPE_IOCTL, priority, flags, vd, 0, NULL,
816                     ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_IOCTL_PIPELINE);
817
818                 zio->io_cmd = cmd;
819         } else {
820                 zio = zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, flags);
821
822                 for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
823                         zio_nowait(zio_ioctl(zio, spa, vd->vdev_child[c], cmd,
824                             done, private, priority, flags));
825         }
826
827         return (zio);
828 }
829
830 zio_t *
831 zio_read_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
832     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
833     int priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
834 {
835         zio_t *zio;
836
837         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
838         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
839             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
840         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
841
842         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
843             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, vd, offset, NULL,
844             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_READ_PHYS_PIPELINE);
845
846         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
847
848         return (zio);
849 }
850
851 zio_t *
852 zio_write_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
853     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
854     int priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
855 {
856         zio_t *zio;
857
858         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
859         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
860             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
861         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
862
863         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
864             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, vd, offset, NULL,
865             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_WRITE_PHYS_PIPELINE);
866
867         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
868
869         if (zio_checksum_table[checksum].ci_eck) {
870                 /*
871                  * zec checksums are necessarily destructive -- they modify
872                  * the end of the write buffer to hold the verifier/checksum.
873                  * Therefore, we must make a local copy in case the data is
874                  * being written to multiple places in parallel.
875                  */
876                 void *wbuf = zio_buf_alloc(size);
877                 bcopy(data, wbuf, size);
878                 zio_push_transform(zio, wbuf, size, size, NULL);
879         }
880
881         return (zio);
882 }
883
884 /*
885  * Create a child I/O to do some work for us.
886  */
887 zio_t *
888 zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
889         void *data, uint64_t size, int type, int priority, enum zio_flag flags,
890         zio_done_func_t *done, void *private)
891 {
892         enum zio_stage pipeline = ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE;
893         zio_t *zio;
894
895         ASSERT(vd->vdev_parent ==
896             (pio->io_vd ? pio->io_vd : pio->io_spa->spa_root_vdev));
897
898         if (type == ZIO_TYPE_READ && bp != NULL) {
899                 /*
900                  * If we have the bp, then the child should perform the
901                  * checksum and the parent need not.  This pushes error
902                  * detection as close to the leaves as possible and
903                  * eliminates redundant checksums in the interior nodes.
904                  */
905                 pipeline |= ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
906                 pio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
907         }
908
909         if (vd->vdev_children == 0)
910                 offset += VDEV_LABEL_START_SIZE;
911
912         flags |= ZIO_VDEV_CHILD_FLAGS(pio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
913
914         /*
915          * If we've decided to do a repair, the write is not speculative --
916          * even if the original read was.
917          */
918         if (flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)
919                 flags &= ~ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
920
921         zio = zio_create(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp, data, size,
922             done, private, type, priority, flags, vd, offset, &pio->io_bookmark,
923             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, pipeline);
924
925         return (zio);
926 }
927
928 zio_t *
929 zio_vdev_delegated_io(vdev_t *vd, uint64_t offset, void *data, uint64_t size,
930         int type, int priority, enum zio_flag flags,
931         zio_done_func_t *done, void *private)
932 {
933         zio_t *zio;
934
935         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
936
937         zio = zio_create(NULL, vd->vdev_spa, 0, NULL,
938             data, size, done, private, type, priority,
939             flags | ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_RETRY,
940             vd, offset, NULL,
941             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE);
942
943         return (zio);
944 }
945
946 void
947 zio_flush(zio_t *zio, vdev_t *vd)
948 {
949         zio_nowait(zio_ioctl(zio, zio->io_spa, vd, DKIOCFLUSHWRITECACHE,
950             NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_NOW,
951             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY));
952 }
953
954 void
955 zio_shrink(zio_t *zio, uint64_t size)
956 {
957         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
958         ASSERT(zio->io_orig_size == zio->io_size);
959         ASSERT(size <= zio->io_size);
960
961         /*
962          * We don't shrink for raidz because of problems with the
963          * reconstruction when reading back less than the block size.
964          * Note, BP_IS_RAIDZ() assumes no compression.
965          */
966         ASSERT(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp) == ZIO_COMPRESS_OFF);
967         if (!BP_IS_RAIDZ(zio->io_bp))
968                 zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
969 }
970
971 /*
972  * ==========================================================================
973  * Prepare to read and write logical blocks
974  * ==========================================================================
975  */
976
977 static int
978 zio_read_bp_init(zio_t *zio)
979 {
980         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
981
982         if (BP_GET_COMPRESS(bp) != ZIO_COMPRESS_OFF &&
983             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
984             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW)) {
985                 uint64_t psize = BP_GET_PSIZE(bp);
986                 void *cbuf = zio_buf_alloc(psize);
987
988                 zio_push_transform(zio, cbuf, psize, psize, zio_decompress);
989         }
990
991         if (!DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) && BP_GET_LEVEL(bp) == 0)
992                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
993
994         if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_DDT_ZAP)
995                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
996
997         if (BP_GET_DEDUP(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
998                 zio->io_pipeline = ZIO_DDT_READ_PIPELINE;
999
1000         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1001 }
1002
1003 static int
1004 zio_write_bp_init(zio_t *zio)
1005 {
1006         spa_t *spa = zio->io_spa;
1007         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
1008         enum zio_compress compress = zp->zp_compress;
1009         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1010         uint64_t lsize = zio->io_size;
1011         uint64_t psize = lsize;
1012         int pass = 1;
1013
1014         /*
1015          * If our children haven't all reached the ready stage,
1016          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
1017          */
1018         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
1019             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_READY))
1020                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1021
1022         if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
1023                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1024
1025         ASSERT(zio->io_child_type != ZIO_CHILD_DDT);
1026
1027         if (zio->io_bp_override) {
1028                 ASSERT(bp->blk_birth != zio->io_txg);
1029                 ASSERT(BP_GET_DEDUP(zio->io_bp_override) == 0);
1030
1031                 *bp = *zio->io_bp_override;
1032                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1033
1034                 if (BP_IS_HOLE(bp) || !zp->zp_dedup)
1035                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1036
1037                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup ||
1038                     zp->zp_dedup_verify);
1039
1040                 if (BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum) {
1041                         BP_SET_DEDUP(bp, 1);
1042                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_DDT_WRITE;
1043                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1044                 }
1045                 zio->io_bp_override = NULL;
1046                 BP_ZERO(bp);
1047         }
1048
1049         if (bp->blk_birth == zio->io_txg) {
1050                 /*
1051                  * We're rewriting an existing block, which means we're
1052                  * working on behalf of spa_sync().  For spa_sync() to
1053                  * converge, it must eventually be the case that we don't
1054                  * have to allocate new blocks.  But compression changes
1055                  * the blocksize, which forces a reallocate, and makes
1056                  * convergence take longer.  Therefore, after the first
1057                  * few passes, stop compressing to ensure convergence.
1058                  */
1059                 pass = spa_sync_pass(spa);
1060
1061                 ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(spa));
1062                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1063                 ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp));
1064
1065                 if (pass > SYNC_PASS_DONT_COMPRESS)
1066                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1067
1068                 /* Make sure someone doesn't change their mind on overwrites */
1069                 ASSERT(MIN(zp->zp_copies + BP_IS_GANG(bp),
1070                     spa_max_replication(spa)) == BP_GET_NDVAS(bp));
1071         }
1072
1073         if (compress != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1074                 void *cbuf = zio_buf_alloc(lsize);
1075                 psize = zio_compress_data(compress, zio->io_data, cbuf, lsize);
1076                 if (psize == 0 || psize == lsize) {
1077                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1078                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1079                 } else {
1080                         ASSERT(psize < lsize);
1081                         zio_push_transform(zio, cbuf, psize, lsize, NULL);
1082                 }
1083         }
1084
1085         /*
1086          * The final pass of spa_sync() must be all rewrites, but the first
1087          * few passes offer a trade-off: allocating blocks defers convergence,
1088          * but newly allocated blocks are sequential, so they can be written
1089          * to disk faster.  Therefore, we allow the first few passes of
1090          * spa_sync() to allocate new blocks, but force rewrites after that.
1091          * There should only be a handful of blocks after pass 1 in any case.
1092          */
1093         if (bp->blk_birth == zio->io_txg && BP_GET_PSIZE(bp) == psize &&
1094             pass > SYNC_PASS_REWRITE) {
1095                 enum zio_stage gang_stages = zio->io_pipeline & ZIO_GANG_STAGES;
1096                 ASSERT(psize != 0);
1097                 zio->io_pipeline = ZIO_REWRITE_PIPELINE | gang_stages;
1098                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_REWRITE;
1099         } else {
1100                 BP_ZERO(bp);
1101                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
1102         }
1103
1104         if (psize == 0) {
1105                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1106         } else {
1107                 ASSERT(zp->zp_checksum != ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER);
1108                 BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1109                 BP_SET_PSIZE(bp, psize);
1110                 BP_SET_COMPRESS(bp, compress);
1111                 BP_SET_CHECKSUM(bp, zp->zp_checksum);
1112                 BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1113                 BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1114                 BP_SET_DEDUP(bp, zp->zp_dedup);
1115                 BP_SET_BYTEORDER(bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
1116                 if (zp->zp_dedup) {
1117                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1118                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1119                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_WRITE_PIPELINE;
1120                 }
1121         }
1122
1123         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1124 }
1125
1126 static int
1127 zio_free_bp_init(zio_t *zio)
1128 {
1129         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1130
1131         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL) {
1132                 if (BP_GET_DEDUP(bp))
1133                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_FREE_PIPELINE;
1134         }
1135
1136         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1137 }
1138
1139 /*
1140  * ==========================================================================
1141  * Execute the I/O pipeline
1142  * ==========================================================================
1143  */
1144
1145 static void
1146 zio_taskq_dispatch(zio_t *zio, enum zio_taskq_type q, boolean_t cutinline)
1147 {
1148         spa_t *spa = zio->io_spa;
1149         zio_type_t t = zio->io_type;
1150         int flags = (cutinline ? TQ_FRONT : 0);
1151
1152         /*
1153          * If we're a config writer or a probe, the normal issue and
1154          * interrupt threads may all be blocked waiting for the config lock.
1155          * In this case, select the otherwise-unused taskq for ZIO_TYPE_NULL.
1156          */
1157         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_PROBE))
1158                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1159
1160         /*
1161          * A similar issue exists for the L2ARC write thread until L2ARC 2.0.
1162          */
1163         if (t == ZIO_TYPE_WRITE && zio->io_vd && zio->io_vd->vdev_aux)
1164                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1165
1166         /*
1167          * If this is a high priority I/O, then use the high priority taskq.
1168          */
1169         if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW &&
1170             spa->spa_zio_taskq[t][q + 1] != NULL)
1171                 q++;
1172
1173         ASSERT3U(q, <, ZIO_TASKQ_TYPES);
1174
1175         /*
1176          * NB: We are assuming that the zio can only be dispatched
1177          * to a single taskq at a time.  It would be a grievous error
1178          * to dispatch the zio to another taskq at the same time.
1179          */
1180         ASSERT(taskq_empty_ent(&zio->io_tqent));
1181         taskq_dispatch_ent(spa->spa_zio_taskq[t][q],
1182             (task_func_t *)zio_execute, zio, flags, &zio->io_tqent);
1183 }
1184
1185 static boolean_t
1186 zio_taskq_member(zio_t *zio, enum zio_taskq_type q)
1187 {
1188         kthread_t *executor = zio->io_executor;
1189         spa_t *spa = zio->io_spa;
1190         zio_type_t t;
1191
1192         for (t = 0; t < ZIO_TYPES; t++)
1193                 if (taskq_member(spa->spa_zio_taskq[t][q], executor))
1194                         return (B_TRUE);
1195
1196         return (B_FALSE);
1197 }
1198
1199 static int
1200 zio_issue_async(zio_t *zio)
1201 {
1202         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1203
1204         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1205 }
1206
1207 void
1208 zio_interrupt(zio_t *zio)
1209 {
1210         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT, B_FALSE);
1211 }
1212
1213 /*
1214  * Execute the I/O pipeline until one of the following occurs:
1215  * (1) the I/O completes; (2) the pipeline stalls waiting for
1216  * dependent child I/Os; (3) the I/O issues, so we're waiting
1217  * for an I/O completion interrupt; (4) the I/O is delegated by
1218  * vdev-level caching or aggregation; (5) the I/O is deferred
1219  * due to vdev-level queueing; (6) the I/O is handed off to
1220  * another thread.  In all cases, the pipeline stops whenever
1221  * there's no CPU work; it never burns a thread in cv_wait().
1222  *
1223  * There's no locking on io_stage because there's no legitimate way
1224  * for multiple threads to be attempting to process the same I/O.
1225  */
1226 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[];
1227
1228 /*
1229  * zio_execute() is a wrapper around the static function
1230  * __zio_execute() so that we can force  __zio_execute() to be
1231  * inlined.  This reduces stack overhead which is important
1232  * because __zio_execute() is called recursively in several zio
1233  * code paths.  zio_execute() itself cannot be inlined because
1234  * it is externally visible.
1235  */
1236 void
1237 zio_execute(zio_t *zio)
1238 {
1239         __zio_execute(zio);
1240 }
1241
1242 __attribute__((always_inline))
1243 static inline void
1244 __zio_execute(zio_t *zio)
1245 {
1246         zio->io_executor = curthread;
1247
1248         while (zio->io_stage < ZIO_STAGE_DONE) {
1249                 enum zio_stage pipeline = zio->io_pipeline;
1250                 enum zio_stage stage = zio->io_stage;
1251                 dsl_pool_t *dp;
1252                 boolean_t cut;
1253                 int rv;
1254
1255                 ASSERT(!MUTEX_HELD(&zio->io_lock));
1256                 ASSERT(ISP2(stage));
1257                 ASSERT(zio->io_stall == NULL);
1258
1259                 do {
1260                         stage <<= 1;
1261                 } while ((stage & pipeline) == 0);
1262
1263                 ASSERT(stage <= ZIO_STAGE_DONE);
1264
1265                 dp = spa_get_dsl(zio->io_spa);
1266                 cut = (stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START) ?
1267                     zio_requeue_io_start_cut_in_line : B_FALSE;
1268
1269                 /*
1270                  * If we are in interrupt context and this pipeline stage
1271                  * will grab a config lock that is held across I/O,
1272                  * or may wait for an I/O that needs an interrupt thread
1273                  * to complete, issue async to avoid deadlock.
1274                  *
1275                  * For VDEV_IO_START, we cut in line so that the io will
1276                  * be sent to disk promptly.
1277                  */
1278                 if ((stage & ZIO_BLOCKING_STAGES) && zio->io_vd == NULL &&
1279                     zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT)) {
1280                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
1281                         return;
1282                 }
1283
1284                 /*
1285                  * If we executing in the context of the tx_sync_thread,
1286                  * or we are performing pool initialization outside of a
1287                  * zio_taskq[ZIO_TASKQ_ISSUE] context.  Then issue the zio
1288                  * async to minimize stack usage for these deep call paths.
1289                  */
1290                 if ((dp && curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread) ||
1291                     (dp && spa_is_initializing(dp->dp_spa) &&
1292                     !zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE))) {
1293                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
1294                         return;
1295                 }
1296
1297                 zio->io_stage = stage;
1298                 rv = zio_pipeline[highbit(stage) - 1](zio);
1299
1300                 if (rv == ZIO_PIPELINE_STOP)
1301                         return;
1302
1303                 ASSERT(rv == ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1304         }
1305 }
1306
1307
1308 /*
1309  * ==========================================================================
1310  * Initiate I/O, either sync or async
1311  * ==========================================================================
1312  */
1313 int
1314 zio_wait(zio_t *zio)
1315 {
1316         int error;
1317
1318         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1319         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1320
1321         zio->io_waiter = curthread;
1322
1323         __zio_execute(zio);
1324
1325         mutex_enter(&zio->io_lock);
1326         while (zio->io_executor != NULL)
1327                 cv_wait_io(&zio->io_cv, &zio->io_lock);
1328         mutex_exit(&zio->io_lock);
1329
1330         error = zio->io_error;
1331         zio_destroy(zio);
1332
1333         return (error);
1334 }
1335
1336 void
1337 zio_nowait(zio_t *zio)
1338 {
1339         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1340
1341         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1342             zio_unique_parent(zio) == NULL) {
1343                 /*
1344                  * This is a logical async I/O with no parent to wait for it.
1345                  * We add it to the spa_async_root_zio "Godfather" I/O which
1346                  * will ensure they complete prior to unloading the pool.
1347                  */
1348                 spa_t *spa = zio->io_spa;
1349
1350                 zio_add_child(spa->spa_async_zio_root, zio);
1351         }
1352
1353         __zio_execute(zio);
1354 }
1355
1356 /*
1357  * ==========================================================================
1358  * Reexecute or suspend/resume failed I/O
1359  * ==========================================================================
1360  */
1361
1362 static void
1363 zio_reexecute(zio_t *pio)
1364 {
1365         zio_t *cio, *cio_next;
1366         int c, w;
1367
1368         ASSERT(pio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1369         ASSERT(pio->io_orig_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1370         ASSERT(pio->io_gang_leader == NULL);
1371         ASSERT(pio->io_gang_tree == NULL);
1372
1373         pio->io_flags = pio->io_orig_flags;
1374         pio->io_stage = pio->io_orig_stage;
1375         pio->io_pipeline = pio->io_orig_pipeline;
1376         pio->io_reexecute = 0;
1377         pio->io_error = 0;
1378         for (w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1379                 pio->io_state[w] = 0;
1380         for (c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
1381                 pio->io_child_error[c] = 0;
1382
1383         if (IO_IS_ALLOCATING(pio))
1384                 BP_ZERO(pio->io_bp);
1385
1386         /*
1387          * As we reexecute pio's children, new children could be created.
1388          * New children go to the head of pio's io_child_list, however,
1389          * so we will (correctly) not reexecute them.  The key is that
1390          * the remainder of pio's io_child_list, from 'cio_next' onward,
1391          * cannot be affected by any side effects of reexecuting 'cio'.
1392          */
1393         for (cio = zio_walk_children(pio); cio != NULL; cio = cio_next) {
1394                 cio_next = zio_walk_children(pio);
1395                 mutex_enter(&pio->io_lock);
1396                 for (w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1397                         pio->io_children[cio->io_child_type][w]++;
1398                 mutex_exit(&pio->io_lock);
1399                 zio_reexecute(cio);
1400         }
1401
1402         /*
1403          * Now that all children have been reexecuted, execute the parent.
1404          * We don't reexecute "The Godfather" I/O here as it's the
1405          * responsibility of the caller to wait on him.
1406          */
1407         if (!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER))
1408                 __zio_execute(pio);
1409 }
1410
1411 void
1412 zio_suspend(spa_t *spa, zio_t *zio)
1413 {
1414         if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_PANIC)
1415                 fm_panic("Pool '%s' has encountered an uncorrectable I/O "
1416                     "failure and the failure mode property for this pool "
1417                     "is set to panic.", spa_name(spa));
1418
1419         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO_FAILURE, spa, NULL, NULL, 0, 0);
1420
1421         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1422
1423         if (spa->spa_suspend_zio_root == NULL)
1424                 spa->spa_suspend_zio_root = zio_root(spa, NULL, NULL,
1425                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE |
1426                     ZIO_FLAG_GODFATHER);
1427
1428         spa->spa_suspended = B_TRUE;
1429
1430         if (zio != NULL) {
1431                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
1432                 ASSERT(zio != spa->spa_suspend_zio_root);
1433                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1434                 ASSERT(zio_unique_parent(zio) == NULL);
1435                 ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DONE);
1436                 zio_add_child(spa->spa_suspend_zio_root, zio);
1437         }
1438
1439         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1440 }
1441
1442 int
1443 zio_resume(spa_t *spa)
1444 {
1445         zio_t *pio;
1446
1447         /*
1448          * Reexecute all previously suspended i/o.
1449          */
1450         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1451         spa->spa_suspended = B_FALSE;
1452         cv_broadcast(&spa->spa_suspend_cv);
1453         pio = spa->spa_suspend_zio_root;
1454         spa->spa_suspend_zio_root = NULL;
1455         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1456
1457         if (pio == NULL)
1458                 return (0);
1459
1460         zio_reexecute(pio);
1461         return (zio_wait(pio));
1462 }
1463
1464 void
1465 zio_resume_wait(spa_t *spa)
1466 {
1467         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1468         while (spa_suspended(spa))
1469                 cv_wait(&spa->spa_suspend_cv, &spa->spa_suspend_lock);
1470         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1471 }
1472
1473 /*
1474  * ==========================================================================
1475  * Gang blocks.
1476  *
1477  * A gang block is a collection of small blocks that looks to the DMU
1478  * like one large block.  When zio_dva_allocate() cannot find a block
1479  * of the requested size, due to either severe fragmentation or the pool
1480  * being nearly full, it calls zio_write_gang_block() to construct the
1481  * block from smaller fragments.
1482  *
1483  * A gang block consists of a gang header (zio_gbh_phys_t) and up to
1484  * three (SPA_GBH_NBLKPTRS) gang members.  The gang header is just like
1485  * an indirect block: it's an array of block pointers.  It consumes
1486  * only one sector and hence is allocatable regardless of fragmentation.
1487  * The gang header's bps point to its gang members, which hold the data.
1488  *
1489  * Gang blocks are self-checksumming, using the bp's <vdev, offset, txg>
1490  * as the verifier to ensure uniqueness of the SHA256 checksum.
1491  * Critically, the gang block bp's blk_cksum is the checksum of the data,
1492  * not the gang header.  This ensures that data block signatures (needed for
1493  * deduplication) are independent of how the block is physically stored.
1494  *
1495  * Gang blocks can be nested: a gang member may itself be a gang block.
1496  * Thus every gang block is a tree in which root and all interior nodes are
1497  * gang headers, and the leaves are normal blocks that contain user data.
1498  * The root of the gang tree is called the gang leader.
1499  *
1500  * To perform any operation (read, rewrite, free, claim) on a gang block,
1501  * zio_gang_assemble() first assembles the gang tree (minus data leaves)
1502  * in the io_gang_tree field of the original logical i/o by recursively
1503  * reading the gang leader and all gang headers below it.  This yields
1504  * an in-core tree containing the contents of every gang header and the
1505  * bps for every constituent of the gang block.
1506  *
1507  * With the gang tree now assembled, zio_gang_issue() just walks the gang tree
1508  * and invokes a callback on each bp.  To free a gang block, zio_gang_issue()
1509  * calls zio_free_gang() -- a trivial wrapper around zio_free() -- for each bp.
1510  * zio_claim_gang() provides a similarly trivial wrapper for zio_claim().
1511  * zio_read_gang() is a wrapper around zio_read() that omits reading gang
1512  * headers, since we already have those in io_gang_tree.  zio_rewrite_gang()
1513  * performs a zio_rewrite() of the data or, for gang headers, a zio_rewrite()
1514  * of the gang header plus zio_checksum_compute() of the data to update the
1515  * gang header's blk_cksum as described above.
1516  *
1517  * The two-phase assemble/issue model solves the problem of partial failure --
1518  * what if you'd freed part of a gang block but then couldn't read the
1519  * gang header for another part?  Assembling the entire gang tree first
1520  * ensures that all the necessary gang header I/O has succeeded before
1521  * starting the actual work of free, claim, or write.  Once the gang tree
1522  * is assembled, free and claim are in-memory operations that cannot fail.
1523  *
1524  * In the event that a gang write fails, zio_dva_unallocate() walks the
1525  * gang tree to immediately free (i.e. insert back into the space map)
1526  * everything we've allocated.  This ensures that we don't get ENOSPC
1527  * errors during repeated suspend/resume cycles due to a flaky device.
1528  *
1529  * Gang rewrites only happen during sync-to-convergence.  If we can't assemble
1530  * the gang tree, we won't modify the block, so we can safely defer the free
1531  * (knowing that the block is still intact).  If we *can* assemble the gang
1532  * tree, then even if some of the rewrites fail, zio_dva_unallocate() will free
1533  * each constituent bp and we can allocate a new block on the next sync pass.
1534  *
1535  * In all cases, the gang tree allows complete recovery from partial failure.
1536  * ==========================================================================
1537  */
1538
1539 static zio_t *
1540 zio_read_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1541 {
1542         if (gn != NULL)
1543                 return (pio);
1544
1545         return (zio_read(pio, pio->io_spa, bp, data, BP_GET_PSIZE(bp),
1546             NULL, NULL, pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1547             &pio->io_bookmark));
1548 }
1549
1550 zio_t *
1551 zio_rewrite_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1552 {
1553         zio_t *zio;
1554
1555         if (gn != NULL) {
1556                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1557                     gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL, pio->io_priority,
1558                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1559                 /*
1560                  * As we rewrite each gang header, the pipeline will compute
1561                  * a new gang block header checksum for it; but no one will
1562                  * compute a new data checksum, so we do that here.  The one
1563                  * exception is the gang leader: the pipeline already computed
1564                  * its data checksum because that stage precedes gang assembly.
1565                  * (Presently, nothing actually uses interior data checksums;
1566                  * this is just good hygiene.)
1567                  */
1568                 if (gn != pio->io_gang_leader->io_gang_tree) {
1569                         zio_checksum_compute(zio, BP_GET_CHECKSUM(bp),
1570                             data, BP_GET_PSIZE(bp));
1571                 }
1572                 /*
1573                  * If we are here to damage data for testing purposes,
1574                  * leave the GBH alone so that we can detect the damage.
1575                  */
1576                 if (pio->io_gang_leader->io_flags & ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE)
1577                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
1578         } else {
1579                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1580                     data, BP_GET_PSIZE(bp), NULL, NULL, pio->io_priority,
1581                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1582         }
1583
1584         return (zio);
1585 }
1586
1587 /* ARGSUSED */
1588 zio_t *
1589 zio_free_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1590 {
1591         return (zio_free_sync(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1592             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1593 }
1594
1595 /* ARGSUSED */
1596 zio_t *
1597 zio_claim_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1598 {
1599         return (zio_claim(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1600             NULL, NULL, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1601 }
1602
1603 static zio_gang_issue_func_t *zio_gang_issue_func[ZIO_TYPES] = {
1604         NULL,
1605         zio_read_gang,
1606         zio_rewrite_gang,
1607         zio_free_gang,
1608         zio_claim_gang,
1609         NULL
1610 };
1611
1612 static void zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio);
1613
1614 static zio_gang_node_t *
1615 zio_gang_node_alloc(zio_gang_node_t **gnpp)
1616 {
1617         zio_gang_node_t *gn;
1618
1619         ASSERT(*gnpp == NULL);
1620
1621         gn = kmem_zalloc(sizeof (*gn), KM_PUSHPAGE);
1622         gn->gn_gbh = zio_buf_alloc(SPA_GANGBLOCKSIZE);
1623         *gnpp = gn;
1624
1625         return (gn);
1626 }
1627
1628 static void
1629 zio_gang_node_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1630 {
1631         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1632         int g;
1633
1634         for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1635                 ASSERT(gn->gn_child[g] == NULL);
1636
1637         zio_buf_free(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1638         kmem_free(gn, sizeof (*gn));
1639         *gnpp = NULL;
1640 }
1641
1642 static void
1643 zio_gang_tree_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1644 {
1645         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1646         int g;
1647
1648         if (gn == NULL)
1649                 return;
1650
1651         for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1652                 zio_gang_tree_free(&gn->gn_child[g]);
1653
1654         zio_gang_node_free(gnpp);
1655 }
1656
1657 static void
1658 zio_gang_tree_assemble(zio_t *gio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t **gnpp)
1659 {
1660         zio_gang_node_t *gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
1661
1662         ASSERT(gio->io_gang_leader == gio);
1663         ASSERT(BP_IS_GANG(bp));
1664
1665         zio_nowait(zio_read(gio, gio->io_spa, bp, gn->gn_gbh,
1666             SPA_GANGBLOCKSIZE, zio_gang_tree_assemble_done, gn,
1667             gio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(gio), &gio->io_bookmark));
1668 }
1669
1670 static void
1671 zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio)
1672 {
1673         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
1674         zio_gang_node_t *gn = zio->io_private;
1675         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1676         int g;
1677
1678         ASSERT(gio == zio_unique_parent(zio));
1679         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
1680
1681         if (zio->io_error)
1682                 return;
1683
1684         if (BP_SHOULD_BYTESWAP(bp))
1685                 byteswap_uint64_array(zio->io_data, zio->io_size);
1686
1687         ASSERT(zio->io_data == gn->gn_gbh);
1688         ASSERT(zio->io_size == SPA_GANGBLOCKSIZE);
1689         ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1690
1691         for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1692                 blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1693                 if (!BP_IS_GANG(gbp))
1694                         continue;
1695                 zio_gang_tree_assemble(gio, gbp, &gn->gn_child[g]);
1696         }
1697 }
1698
1699 static void
1700 zio_gang_tree_issue(zio_t *pio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp, void *data)
1701 {
1702         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1703         zio_t *zio;
1704         int g;
1705
1706         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) == !!gn);
1707         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == BP_GET_CHECKSUM(gio->io_bp));
1708         ASSERT(BP_GET_LSIZE(bp) == BP_GET_PSIZE(bp) || gn == gio->io_gang_tree);
1709
1710         /*
1711          * If you're a gang header, your data is in gn->gn_gbh.
1712          * If you're a gang member, your data is in 'data' and gn == NULL.
1713          */
1714         zio = zio_gang_issue_func[gio->io_type](pio, bp, gn, data);
1715
1716         if (gn != NULL) {
1717                 ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1718
1719                 for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1720                         blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1721                         if (BP_IS_HOLE(gbp))
1722                                 continue;
1723                         zio_gang_tree_issue(zio, gn->gn_child[g], gbp, data);
1724                         data = (char *)data + BP_GET_PSIZE(gbp);
1725                 }
1726         }
1727
1728         if (gn == gio->io_gang_tree)
1729                 ASSERT3P((char *)gio->io_data + gio->io_size, ==, data);
1730
1731         if (zio != pio)
1732                 zio_nowait(zio);
1733 }
1734
1735 static int
1736 zio_gang_assemble(zio_t *zio)
1737 {
1738         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1739
1740         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == NULL);
1741         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1742
1743         zio->io_gang_leader = zio;
1744
1745         zio_gang_tree_assemble(zio, bp, &zio->io_gang_tree);
1746
1747         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1748 }
1749
1750 static int
1751 zio_gang_issue(zio_t *zio)
1752 {
1753         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1754
1755         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE))
1756                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1757
1758         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == zio);
1759         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1760
1761         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_GANG] == 0)
1762                 zio_gang_tree_issue(zio, zio->io_gang_tree, bp, zio->io_data);
1763         else
1764                 zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
1765
1766         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1767
1768         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1769 }
1770
1771 static void
1772 zio_write_gang_member_ready(zio_t *zio)
1773 {
1774         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
1775         ASSERTV(zio_t *gio = zio->io_gang_leader;)
1776         dva_t *cdva = zio->io_bp->blk_dva;
1777         dva_t *pdva = pio->io_bp->blk_dva;
1778         uint64_t asize;
1779         int d;
1780
1781         if (BP_IS_HOLE(zio->io_bp))
1782                 return;
1783
1784         ASSERT(BP_IS_HOLE(&zio->io_bp_orig));
1785
1786         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG);
1787         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, ==, gio->io_prop.zp_copies);
1788         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
1789         ASSERT3U(pio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1790         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(zio->io_bp), <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1791
1792         mutex_enter(&pio->io_lock);
1793         for (d = 0; d < BP_GET_NDVAS(zio->io_bp); d++) {
1794                 ASSERT(DVA_GET_GANG(&pdva[d]));
1795                 asize = DVA_GET_ASIZE(&pdva[d]);
1796                 asize += DVA_GET_ASIZE(&cdva[d]);
1797                 DVA_SET_ASIZE(&pdva[d], asize);
1798         }
1799         mutex_exit(&pio->io_lock);
1800 }
1801
1802 static int
1803 zio_write_gang_block(zio_t *pio)
1804 {
1805         spa_t *spa = pio->io_spa;
1806         blkptr_t *bp = pio->io_bp;
1807         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1808         zio_t *zio;
1809         zio_gang_node_t *gn, **gnpp;
1810         zio_gbh_phys_t *gbh;
1811         uint64_t txg = pio->io_txg;
1812         uint64_t resid = pio->io_size;
1813         uint64_t lsize;
1814         int copies = gio->io_prop.zp_copies;
1815         int gbh_copies = MIN(copies + 1, spa_max_replication(spa));
1816         zio_prop_t zp;
1817         int g, error;
1818
1819         error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), SPA_GANGBLOCKSIZE,
1820             bp, gbh_copies, txg, pio == gio ? NULL : gio->io_bp,
1821             METASLAB_HINTBP_FAVOR | METASLAB_GANG_HEADER);
1822         if (error) {
1823                 pio->io_error = error;
1824                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1825         }
1826
1827         if (pio == gio) {
1828                 gnpp = &gio->io_gang_tree;
1829         } else {
1830                 gnpp = pio->io_private;
1831                 ASSERT(pio->io_ready == zio_write_gang_member_ready);
1832         }
1833
1834         gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
1835         gbh = gn->gn_gbh;
1836         bzero(gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1837
1838         /*
1839          * Create the gang header.
1840          */
1841         zio = zio_rewrite(pio, spa, txg, bp, gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL,
1842             pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1843
1844         /*
1845          * Create and nowait the gang children.
1846          */
1847         for (g = 0; resid != 0; resid -= lsize, g++) {
1848                 lsize = P2ROUNDUP(resid / (SPA_GBH_NBLKPTRS - g),
1849                     SPA_MINBLOCKSIZE);
1850                 ASSERT(lsize >= SPA_MINBLOCKSIZE && lsize <= resid);
1851
1852                 zp.zp_checksum = gio->io_prop.zp_checksum;
1853                 zp.zp_compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1854                 zp.zp_type = DMU_OT_NONE;
1855                 zp.zp_level = 0;
1856                 zp.zp_copies = gio->io_prop.zp_copies;
1857                 zp.zp_dedup = 0;
1858                 zp.zp_dedup_verify = 0;
1859
1860                 zio_nowait(zio_write(zio, spa, txg, &gbh->zg_blkptr[g],
1861                     (char *)pio->io_data + (pio->io_size - resid), lsize, &zp,
1862                     zio_write_gang_member_ready, NULL, &gn->gn_child[g],
1863                     pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1864                     &pio->io_bookmark));
1865         }
1866
1867         /*
1868          * Set pio's pipeline to just wait for zio to finish.
1869          */
1870         pio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1871
1872         /*
1873          * We didn't allocate this bp, so make sure it doesn't get unmarked.
1874          */
1875         pio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_FASTWRITE;
1876
1877         zio_nowait(zio);
1878
1879         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1880 }
1881
1882 /*
1883  * ==========================================================================
1884  * Dedup
1885  * ==========================================================================
1886  */
1887 static void
1888 zio_ddt_child_read_done(zio_t *zio)
1889 {
1890         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1891         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
1892         ddt_phys_t *ddp;
1893         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
1894
1895         mutex_enter(&pio->io_lock);
1896         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
1897         if (zio->io_error == 0)
1898                 ddt_phys_clear(ddp);    /* this ddp doesn't need repair */
1899         if (zio->io_error == 0 && dde->dde_repair_data == NULL)
1900                 dde->dde_repair_data = zio->io_data;
1901         else
1902                 zio_buf_free(zio->io_data, zio->io_size);
1903         mutex_exit(&pio->io_lock);
1904 }
1905
1906 static int
1907 zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
1908 {
1909         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1910         int p;
1911
1912         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
1913         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
1914         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1915
1916         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
1917                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
1918                 ddt_entry_t *dde = ddt_repair_start(ddt, bp);
1919                 ddt_phys_t *ddp = dde->dde_phys;
1920                 ddt_phys_t *ddp_self = ddt_phys_select(dde, bp);
1921                 blkptr_t blk;
1922
1923                 ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
1924                 zio->io_vsd = dde;
1925
1926                 if (ddp_self == NULL)
1927                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1928
1929                 for (p = 0; p < DDT_PHYS_TYPES; p++, ddp++) {
1930                         if (ddp->ddp_phys_birth == 0 || ddp == ddp_self)
1931                                 continue;
1932                         ddt_bp_create(ddt->ddt_checksum, &dde->dde_key, ddp,
1933                             &blk);
1934                         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, &blk,
1935                             zio_buf_alloc(zio->io_size), zio->io_size,
1936                             zio_ddt_child_read_done, dde, zio->io_priority,
1937                             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE,
1938                             &zio->io_bookmark));
1939                 }
1940                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1941         }
1942
1943         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, bp,
1944             zio->io_data, zio->io_size, NULL, NULL, zio->io_priority,
1945             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark));
1946
1947         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1948 }
1949
1950 static int
1951 zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
1952 {
1953         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1954
1955         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE))
1956                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1957
1958         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
1959         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
1960         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1961
1962         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
1963                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
1964                 ddt_entry_t *dde = zio->io_vsd;
1965                 if (ddt == NULL) {
1966                         ASSERT(spa_load_state(zio->io_spa) != SPA_LOAD_NONE);
1967                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1968                 }
1969                 if (dde == NULL) {
1970                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_DDT_READ_START >> 1;
1971                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1972                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1973                 }
1974                 if (dde->dde_repair_data != NULL) {
1975                         bcopy(dde->dde_repair_data, zio->io_data, zio->io_size);
1976                         zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT] = 0;
1977                 }
1978                 ddt_repair_done(ddt, dde);
1979                 zio->io_vsd = NULL;
1980         }
1981
1982         ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
1983
1984         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1985 }
1986
1987 static boolean_t
1988 zio_ddt_collision(zio_t *zio, ddt_t *ddt, ddt_entry_t *dde)
1989 {
1990         spa_t *spa = zio->io_spa;
1991         int p;
1992
1993         /*
1994          * Note: we compare the original data, not the transformed data,
1995          * because when zio->io_bp is an override bp, we will not have
1996          * pushed the I/O transforms.  That's an important optimization
1997          * because otherwise we'd compress/encrypt all dmu_sync() data twice.
1998          */
1999         for (p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2000                 zio_t *lio = dde->dde_lead_zio[p];
2001
2002                 if (lio != NULL) {
2003                         return (lio->io_orig_size != zio->io_orig_size ||
2004                             bcmp(zio->io_orig_data, lio->io_orig_data,
2005                             zio->io_orig_size) != 0);
2006                 }
2007         }
2008
2009         for (p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2010                 ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2011
2012                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0) {
2013                         arc_buf_t *abuf = NULL;
2014                         uint32_t aflags = ARC_WAIT;
2015                         blkptr_t blk = *zio->io_bp;
2016                         int error;
2017
2018                         ddt_bp_fill(ddp, &blk, ddp->ddp_phys_birth);
2019
2020                         ddt_exit(ddt);
2021
2022                         error = arc_read_nolock(NULL, spa, &blk,
2023                             arc_getbuf_func, &abuf, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
2024                             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2025                             &aflags, &zio->io_bookmark);
2026
2027                         if (error == 0) {
2028                                 if (arc_buf_size(abuf) != zio->io_orig_size ||
2029                                     bcmp(abuf->b_data, zio->io_orig_data,
2030                                     zio->io_orig_size) != 0)
2031                                         error = EEXIST;
2032                                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(abuf, &abuf) == 1);
2033                         }
2034
2035                         ddt_enter(ddt);
2036                         return (error != 0);
2037                 }
2038         }
2039
2040         return (B_FALSE);
2041 }
2042
2043 static void
2044 zio_ddt_child_write_ready(zio_t *zio)
2045 {
2046         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2047         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2048         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2049         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2050         zio_t *pio;
2051
2052         if (zio->io_error)
2053                 return;
2054
2055         ddt_enter(ddt);
2056
2057         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2058
2059         ddt_phys_fill(ddp, zio->io_bp);
2060
2061         while ((pio = zio_walk_parents(zio)) != NULL)
2062                 ddt_bp_fill(ddp, pio->io_bp, zio->io_txg);
2063
2064         ddt_exit(ddt);
2065 }
2066
2067 static void
2068 zio_ddt_child_write_done(zio_t *zio)
2069 {
2070         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2071         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2072         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2073         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2074
2075         ddt_enter(ddt);
2076
2077         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2078         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2079         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2080
2081         if (zio->io_error == 0) {
2082                 while (zio_walk_parents(zio) != NULL)
2083                         ddt_phys_addref(ddp);
2084         } else {
2085                 ddt_phys_clear(ddp);
2086         }
2087
2088         ddt_exit(ddt);
2089 }
2090
2091 static void
2092 zio_ddt_ditto_write_done(zio_t *zio)
2093 {
2094         int p = DDT_PHYS_DITTO;
2095         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2096         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2097         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2098         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2099         ddt_key_t *ddk = &dde->dde_key;
2100         ASSERTV(zio_prop_t *zp = &zio->io_prop);
2101
2102         ddt_enter(ddt);
2103
2104         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2105         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2106         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2107
2108         if (zio->io_error == 0) {
2109                 ASSERT(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, ddk->ddk_cksum));
2110                 ASSERT(zp->zp_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2111                 ASSERT(zp->zp_copies == BP_GET_NDVAS(bp) - BP_IS_GANG(bp));
2112                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2113                         ddt_phys_free(ddt, ddk, ddp, zio->io_txg);
2114                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2115         }
2116
2117         ddt_exit(ddt);
2118 }
2119
2120 static int
2121 zio_ddt_write(zio_t *zio)
2122 {
2123         spa_t *spa = zio->io_spa;
2124         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2125         uint64_t txg = zio->io_txg;
2126         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2127         int p = zp->zp_copies;
2128         int ditto_copies;
2129         zio_t *cio = NULL;
2130         zio_t *dio = NULL;
2131         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2132         ddt_entry_t *dde;
2133         ddt_phys_t *ddp;
2134
2135         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2136         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum);
2137         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp) || zio->io_bp_override);
2138
2139         ddt_enter(ddt);
2140         dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2141         ddp = &dde->dde_phys[p];
2142
2143         if (zp->zp_dedup_verify && zio_ddt_collision(zio, ddt, dde)) {
2144                 /*
2145                  * If we're using a weak checksum, upgrade to a strong checksum
2146                  * and try again.  If we're already using a strong checksum,
2147                  * we can't resolve it, so just convert to an ordinary write.
2148                  * (And automatically e-mail a paper to Nature?)
2149                  */
2150                 if (!zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup) {
2151                         zp->zp_checksum = spa_dedup_checksum(spa);
2152                         zio_pop_transforms(zio);
2153                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2154                         BP_ZERO(bp);
2155                 } else {
2156                         zp->zp_dedup = 0;
2157                 }
2158                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2159                 ddt_exit(ddt);
2160                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2161         }
2162
2163         ditto_copies = ddt_ditto_copies_needed(ddt, dde, ddp);
2164         ASSERT(ditto_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2165
2166         if (ditto_copies > ddt_ditto_copies_present(dde) &&
2167             dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] == NULL) {
2168                 zio_prop_t czp = *zp;
2169
2170                 czp.zp_copies = ditto_copies;
2171
2172                 /*
2173                  * If we arrived here with an override bp, we won't have run
2174                  * the transform stack, so we won't have the data we need to
2175                  * generate a child i/o.  So, toss the override bp and restart.
2176                  * This is safe, because using the override bp is just an
2177                  * optimization; and it's rare, so the cost doesn't matter.
2178                  */
2179                 if (zio->io_bp_override) {
2180                         zio_pop_transforms(zio);
2181                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2182                         zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2183                         zio->io_bp_override = NULL;
2184                         BP_ZERO(bp);
2185                         ddt_exit(ddt);
2186                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2187                 }
2188
2189                 dio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2190                     zio->io_orig_size, &czp, NULL,
2191                     zio_ddt_ditto_write_done, dde, zio->io_priority,
2192                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2193
2194                 zio_push_transform(dio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2195                 dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] = dio;
2196         }
2197
2198         if (ddp->ddp_phys_birth != 0 || dde->dde_lead_zio[p] != NULL) {
2199                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2200                         ddt_bp_fill(ddp, bp, txg);
2201                 if (dde->dde_lead_zio[p] != NULL)
2202                         zio_add_child(zio, dde->dde_lead_zio[p]);
2203                 else
2204                         ddt_phys_addref(ddp);
2205         } else if (zio->io_bp_override) {
2206                 ASSERT(bp->blk_birth == txg);
2207                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, zio->io_bp_override));
2208                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2209                 ddt_phys_addref(ddp);
2210         } else {
2211                 cio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2212                     zio->io_orig_size, zp, zio_ddt_child_write_ready,
2213                     zio_ddt_child_write_done, dde, zio->io_priority,
2214                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2215
2216                 zio_push_transform(cio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2217                 dde->dde_lead_zio[p] = cio;
2218         }
2219
2220         ddt_exit(ddt);
2221
2222         if (cio)
2223                 zio_nowait(cio);
2224         if (dio)
2225                 zio_nowait(dio);
2226
2227         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2228 }
2229
2230 ddt_entry_t *freedde; /* for debugging */
2231
2232 static int
2233 zio_ddt_free(zio_t *zio)
2234 {
2235         spa_t *spa = zio->io_spa;
2236         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2237         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2238         ddt_entry_t *dde;
2239         ddt_phys_t *ddp;
2240
2241         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2242         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2243
2244         ddt_enter(ddt);
2245         freedde = dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2246         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2247         ddt_phys_decref(ddp);
2248         ddt_exit(ddt);
2249
2250         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2251 }
2252
2253 /*
2254  * ==========================================================================
2255  * Allocate and free blocks
2256  * ==========================================================================
2257  */
2258 static int
2259 zio_dva_allocate(zio_t *zio)
2260 {
2261         spa_t *spa = zio->io_spa;
2262         metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(spa);
2263         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2264         int error;
2265         int flags = 0;
2266
2267         if (zio->io_gang_leader == NULL) {
2268                 ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2269                 zio->io_gang_leader = zio;
2270         }
2271
2272         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
2273         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(bp), ==, 0);
2274         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, >, 0);
2275         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, spa_max_replication(spa));
2276         ASSERT3U(zio->io_size, ==, BP_GET_PSIZE(bp));
2277
2278         /*
2279          * The dump device does not support gang blocks so allocation on
2280          * behalf of the dump device (i.e. ZIO_FLAG_NODATA) must avoid
2281          * the "fast" gang feature.
2282          */
2283         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) ? METASLAB_GANG_AVOID : 0;
2284         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD) ?
2285             METASLAB_GANG_CHILD : 0;
2286         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_FASTWRITE) ? METASLAB_FASTWRITE : 0;
2287         error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp,
2288             zio->io_prop.zp_copies, zio->io_txg, NULL, flags);
2289
2290         if (error) {
2291                 spa_dbgmsg(spa, "%s: metaslab allocation failure: zio %p, "
2292                     "size %llu, error %d", spa_name(spa), zio, zio->io_size,
2293                     error);
2294                 if (error == ENOSPC && zio->io_size > SPA_MINBLOCKSIZE)
2295                         return (zio_write_gang_block(zio));
2296                 zio->io_error = error;
2297         }
2298
2299         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2300 }
2301
2302 static int
2303 zio_dva_free(zio_t *zio)
2304 {
2305         metaslab_free(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg, B_FALSE);
2306
2307         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2308 }
2309
2310 static int
2311 zio_dva_claim(zio_t *zio)
2312 {
2313         int error;
2314
2315         error = metaslab_claim(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg);
2316         if (error)
2317                 zio->io_error = error;
2318
2319         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2320 }
2321
2322 /*
2323  * Undo an allocation.  This is used by zio_done() when an I/O fails
2324  * and we want to give back the block we just allocated.
2325  * This handles both normal blocks and gang blocks.
2326  */
2327 static void
2328 zio_dva_unallocate(zio_t *zio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp)
2329 {
2330         int g;
2331
2332         ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
2333         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2334
2335         if (!BP_IS_HOLE(bp))
2336                 metaslab_free(zio->io_spa, bp, bp->blk_birth, B_TRUE);
2337
2338         if (gn != NULL) {
2339                 for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
2340                         zio_dva_unallocate(zio, gn->gn_child[g],
2341                             &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g]);
2342                 }
2343         }
2344 }
2345
2346 /*
2347  * Try to allocate an intent log block.  Return 0 on success, errno on failure.
2348  */
2349 int
2350 zio_alloc_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *new_bp, uint64_t size,
2351     boolean_t use_slog)
2352 {
2353         int error = 1;
2354
2355         ASSERT(txg > spa_syncing_txg(spa));
2356
2357         /*
2358          * ZIL blocks are always contiguous (i.e. not gang blocks) so we
2359          * set the METASLAB_GANG_AVOID flag so that they don't "fast gang"
2360          * when allocating them.
2361          */
2362         if (use_slog) {
2363                 error = metaslab_alloc(spa, spa_log_class(spa), size,
2364                     new_bp, 1, txg, NULL,
2365                     METASLAB_FASTWRITE | METASLAB_GANG_AVOID);
2366         }
2367
2368         if (error) {
2369                 error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), size,
2370                     new_bp, 1, txg, NULL,
2371                     METASLAB_FASTWRITE | METASLAB_GANG_AVOID);
2372         }
2373
2374         if (error == 0) {
2375                 BP_SET_LSIZE(new_bp, size);
2376                 BP_SET_PSIZE(new_bp, size);
2377                 BP_SET_COMPRESS(new_bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
2378                 BP_SET_CHECKSUM(new_bp,
2379                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_SLIM_ZIL
2380                     ? ZIO_CHECKSUM_ZILOG2 : ZIO_CHECKSUM_ZILOG);
2381                 BP_SET_TYPE(new_bp, DMU_OT_INTENT_LOG);
2382                 BP_SET_LEVEL(new_bp, 0);
2383                 BP_SET_DEDUP(new_bp, 0);
2384                 BP_SET_BYTEORDER(new_bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
2385         }
2386
2387         return (error);
2388 }
2389
2390 /*
2391  * Free an intent log block.
2392  */
2393 void
2394 zio_free_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp)
2395 {
2396         ASSERT(BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_INTENT_LOG);
2397         ASSERT(!BP_IS_GANG(bp));
2398
2399         zio_free(spa, txg, bp);
2400 }
2401
2402 /*
2403  * ==========================================================================
2404  * Read and write to physical devices
2405  * ==========================================================================
2406  */
2407 static int
2408 zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
2409 {
2410         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2411         uint64_t align;
2412         spa_t *spa = zio->io_spa;
2413
2414         ASSERT(zio->io_error == 0);
2415         ASSERT(zio->io_child_error[ZIO_CHILD_VDEV] == 0);
2416
2417         if (vd == NULL) {
2418                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2419                         spa_config_enter(spa, SCL_ZIO, zio, RW_READER);
2420
2421                 /*
2422                  * The mirror_ops handle multiple DVAs in a single BP.
2423                  */
2424                 return (vdev_mirror_ops.vdev_op_io_start(zio));
2425         }
2426
2427         /*
2428          * We keep track of time-sensitive I/Os so that the scan thread
2429          * can quickly react to certain workloads.  In particular, we care
2430          * about non-scrubbing, top-level reads and writes with the following
2431          * characteristics:
2432          *      - synchronous writes of user data to non-slog devices
2433          *      - any reads of user data
2434          * When these conditions are met, adjust the timestamp of spa_last_io
2435          * which allows the scan thread to adjust its workload accordingly.
2436          */
2437         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) && zio->io_bp != NULL &&
2438             vd == vd->vdev_top && !vd->vdev_islog &&
2439             zio->io_bookmark.zb_objset != DMU_META_OBJSET &&
2440             zio->io_txg != spa_syncing_txg(spa)) {
2441                 uint64_t old = spa->spa_last_io;
2442                 uint64_t new = ddi_get_lbolt64();
2443                 if (old != new)
2444                         (void) atomic_cas_64(&spa->spa_last_io, old, new);
2445         }
2446
2447         align = 1ULL << vd->vdev_top->vdev_ashift;
2448
2449         if (P2PHASE(zio->io_size, align) != 0) {
2450                 uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
2451                 char *abuf = zio_buf_alloc(asize);
2452                 ASSERT(vd == vd->vdev_top);
2453                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
2454                         bcopy(zio->io_data, abuf, zio->io_size);
2455                         bzero(abuf + zio->io_size, asize - zio->io_size);
2456                 }
2457                 zio_push_transform(zio, abuf, asize, asize, zio_subblock);
2458         }
2459
2460         ASSERT(P2PHASE(zio->io_offset, align) == 0);
2461         ASSERT(P2PHASE(zio->io_size, align) == 0);
2462         VERIFY(zio->io_type != ZIO_TYPE_WRITE || spa_writeable(spa));
2463
2464         /*
2465          * If this is a repair I/O, and there's no self-healing involved --
2466          * that is, we're just resilvering what we expect to resilver --
2467          * then don't do the I/O unless zio's txg is actually in vd's DTL.
2468          * This prevents spurious resilvering with nested replication.
2469          * For example, given a mirror of mirrors, (A+B)+(C+D), if only
2470          * A is out of date, we'll read from C+D, then use the data to
2471          * resilver A+B -- but we don't actually want to resilver B, just A.
2472          * The top-level mirror has no way to know this, so instead we just
2473          * discard unnecessary repairs as we work our way down the vdev tree.
2474          * The same logic applies to any form of nested replication:
2475          * ditto + mirror, RAID-Z + replacing, etc.  This covers them all.
2476          */
2477         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2478             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SELF_HEAL) &&
2479             zio->io_txg != 0 && /* not a delegated i/o */
2480             !vdev_dtl_contains(vd, DTL_PARTIAL, zio->io_txg, 1)) {
2481                 ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2482                 zio_vdev_io_bypass(zio);
2483                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2484         }
2485
2486         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2487             (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)) {
2488
2489                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ && vdev_cache_read(zio) == 0)
2490                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2491
2492                 if ((zio = vdev_queue_io(zio)) == NULL)
2493                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2494
2495                 if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2496                         zio->io_error = ENXIO;
2497                         zio_interrupt(zio);
2498                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2499                 }
2500         }
2501
2502         return (vd->vdev_ops->vdev_op_io_start(zio));
2503 }
2504
2505 static int
2506 zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
2507 {
2508         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2509         vdev_ops_t *ops = vd ? vd->vdev_ops : &vdev_mirror_ops;
2510         boolean_t unexpected_error = B_FALSE;
2511
2512         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2513                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2514
2515         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2516
2517         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
2518
2519                 vdev_queue_io_done(zio);
2520
2521                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2522                         vdev_cache_write(zio);
2523
2524                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2525                         zio->io_error = zio_handle_device_injection(vd,
2526                             zio, EIO);
2527
2528                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2529                         zio->io_error = zio_handle_label_injection(zio, EIO);
2530
2531                 if (zio->io_error) {
2532                         if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2533                                 zio->io_error = ENXIO;
2534                         } else {
2535                                 unexpected_error = B_TRUE;
2536                         }
2537                 }
2538         }
2539
2540         ops->vdev_op_io_done(zio);
2541
2542         if (unexpected_error)
2543                 VERIFY(vdev_probe(vd, zio) == NULL);
2544
2545         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2546 }
2547
2548 /*
2549  * For non-raidz ZIOs, we can just copy aside the bad data read from the
2550  * disk, and use that to finish the checksum ereport later.
2551  */
2552 static void
2553 zio_vsd_default_cksum_finish(zio_cksum_report_t *zcr,
2554     const void *good_buf)
2555 {
2556         /* no processing needed */
2557         zfs_ereport_finish_checksum(zcr, good_buf, zcr->zcr_cbdata, B_FALSE);
2558 }
2559
2560 /*ARGSUSED*/
2561 void
2562 zio_vsd_default_cksum_report(zio_t *zio, zio_cksum_report_t *zcr, void *ignored)
2563 {
2564         void *buf = zio_buf_alloc(zio->io_size);
2565
2566         bcopy(zio->io_data, buf, zio->io_size);
2567
2568         zcr->zcr_cbinfo = zio->io_size;
2569         zcr->zcr_cbdata = buf;
2570         zcr->zcr_finish = zio_vsd_default_cksum_finish;
2571         zcr->zcr_free = zio_buf_free;
2572 }
2573
2574 static int
2575 zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
2576 {
2577         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2578
2579         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2580                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2581
2582         if (vd == NULL && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2583                 spa_config_exit(zio->io_spa, SCL_ZIO, zio);
2584
2585         if (zio->io_vsd != NULL) {
2586                 zio->io_vsd_ops->vsd_free(zio);
2587                 zio->io_vsd = NULL;
2588         }
2589
2590         if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2591                 zio->io_error = zio_handle_fault_injection(zio, EIO);
2592
2593         /*
2594          * If the I/O failed, determine whether we should attempt to retry it.
2595          *
2596          * On retry, we cut in line in the issue queue, since we don't want
2597          * compression/checksumming/etc. work to prevent our (cheap) IO reissue.
2598          */
2599         if (zio->io_error && vd == NULL &&
2600             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_IO_RETRY))) {
2601                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_QUEUE)); /* not a leaf */
2602                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_BYPASS));  /* not a leaf */
2603                 zio->io_error = 0;
2604                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_RETRY |
2605                     ZIO_FLAG_DONT_CACHE | ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE;
2606                 zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1;
2607                 zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE,
2608                     zio_requeue_io_start_cut_in_line);
2609                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2610         }
2611
2612         /*
2613          * If we got an error on a leaf device, convert it to ENXIO
2614          * if the device is not accessible at all.
2615          */
2616         if (zio->io_error && vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2617             !vdev_accessible(vd, zio))
2618                 zio->io_error = ENXIO;
2619
2620         /*
2621          * If we can't write to an interior vdev (mirror or RAID-Z),
2622          * set vdev_cant_write so that we stop trying to allocate from it.
2623          */
2624         if (zio->io_error == ENXIO && zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2625             vd != NULL && !vd->vdev_ops->vdev_op_leaf)
2626                 vd->vdev_cant_write = B_TRUE;
2627
2628         if (zio->io_error)
2629                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2630
2631         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2632 }
2633
2634 void
2635 zio_vdev_io_reissue(zio_t *zio)
2636 {
2637         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2638         ASSERT(zio->io_error == 0);
2639
2640         zio->io_stage >>= 1;
2641 }
2642
2643 void
2644 zio_vdev_io_redone(zio_t *zio)
2645 {
2646         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE);
2647
2648         zio->io_stage >>= 1;
2649 }
2650
2651 void
2652 zio_vdev_io_bypass(zio_t *zio)
2653 {
2654         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2655         ASSERT(zio->io_error == 0);
2656
2657         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_BYPASS;
2658         zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS >> 1;
2659 }
2660
2661 /*
2662  * ==========================================================================
2663  * Generate and verify checksums
2664  * ==========================================================================
2665  */
2666 static int
2667 zio_checksum_generate(zio_t *zio)
2668 {
2669         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2670         enum zio_checksum checksum;
2671
2672         if (bp == NULL) {
2673                 /*
2674                  * This is zio_write_phys().
2675                  * We're either generating a label checksum, or none at all.
2676                  */
2677                 checksum = zio->io_prop.zp_checksum;
2678
2679                 if (checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
2680                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2681
2682                 ASSERT(checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
2683         } else {
2684                 if (BP_IS_GANG(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG) {
2685                         ASSERT(!IO_IS_ALLOCATING(zio));
2686                         checksum = ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER;
2687                 } else {
2688                         checksum = BP_GET_CHECKSUM(bp);
2689                 }
2690         }
2691
2692         zio_checksum_compute(zio, checksum, zio->io_data, zio->io_size);
2693
2694         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2695 }
2696
2697 static int
2698 zio_checksum_verify(zio_t *zio)
2699 {
2700         zio_bad_cksum_t info;
2701         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2702         int error;
2703
2704         ASSERT(zio->io_vd != NULL);
2705
2706         if (bp == NULL) {
2707                 /*
2708                  * This is zio_read_phys().
2709                  * We're either verifying a label checksum, or nothing at all.
2710                  */
2711                 if (zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
2712                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2713
2714                 ASSERT(zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
2715         }
2716
2717         if ((error = zio_checksum_error(zio, &info)) != 0) {
2718                 zio->io_error = error;
2719                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE)) {
2720                         zfs_ereport_start_checksum(zio->io_spa,
2721                             zio->io_vd, zio, zio->io_offset,
2722                             zio->io_size, NULL, &info);
2723                 }
2724         }
2725
2726         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2727 }
2728
2729 /*
2730  * Called by RAID-Z to ensure we don't compute the checksum twice.
2731  */
2732 void
2733 zio_checksum_verified(zio_t *zio)
2734 {
2735         zio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
2736 }
2737
2738 /*
2739  * ==========================================================================
2740  * Error rank.  Error are ranked in the order 0, ENXIO, ECKSUM, EIO, other.
2741  * An error of 0 indictes success.  ENXIO indicates whole-device failure,
2742  * which may be transient (e.g. unplugged) or permament.  ECKSUM and EIO
2743  * indicate errors that are specific to one I/O, and most likely permanent.
2744  * Any other error is presumed to be worse because we weren't expecting it.
2745  * ==========================================================================
2746  */
2747 int
2748 zio_worst_error(int e1, int e2)
2749 {
2750         static int zio_error_rank[] = { 0, ENXIO, ECKSUM, EIO };
2751         int r1, r2;
2752
2753         for (r1 = 0; r1 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r1++)
2754                 if (e1 == zio_error_rank[r1])
2755                         break;
2756
2757         for (r2 = 0; r2 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r2++)
2758                 if (e2 == zio_error_rank[r2])
2759                         break;
2760
2761         return (r1 > r2 ? e1 : e2);
2762 }
2763
2764 /*
2765  * ==========================================================================
2766  * I/O completion
2767  * ==========================================================================
2768  */
2769 static int
2770 zio_ready(zio_t *zio)
2771 {
2772         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2773         zio_t *pio, *pio_next;
2774
2775         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
2776             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_READY))
2777                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2778
2779         if (zio->io_ready) {
2780                 ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
2781                 ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
2782                 ASSERT(zio->io_children[ZIO_CHILD_GANG][ZIO_WAIT_READY] == 0);
2783
2784                 zio->io_ready(zio);
2785         }
2786
2787         if (bp != NULL && bp != &zio->io_bp_copy)
2788                 zio->io_bp_copy = *bp;
2789
2790         if (zio->io_error)
2791                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2792
2793         mutex_enter(&zio->io_lock);
2794         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = 1;
2795         pio = zio_walk_parents(zio);
2796         mutex_exit(&zio->io_lock);
2797
2798         /*
2799          * As we notify zio's parents, new parents could be added.
2800          * New parents go to the head of zio's io_parent_list, however,
2801          * so we will (correctly) not notify them.  The remainder of zio's
2802          * io_parent_list, from 'pio_next' onward, cannot change because
2803          * all parents must wait for us to be done before they can be done.
2804          */
2805         for (; pio != NULL; pio = pio_next) {
2806                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
2807                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_READY);
2808         }
2809
2810         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
2811                 if (BP_IS_GANG(bp)) {
2812                         zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_NODATA;
2813                 } else {
2814                         ASSERT((uintptr_t)zio->io_data < SPA_MAXBLOCKSIZE);
2815                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
2816                 }
2817         }
2818
2819         if (zio_injection_enabled &&
2820             zio->io_spa->spa_syncing_txg == zio->io_txg)
2821                 zio_handle_ignored_writes(zio);
2822
2823         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2824 }
2825
2826 static int
2827 zio_done(zio_t *zio)
2828 {
2829         zio_t *pio, *pio_next;
2830         int c, w;
2831
2832         /*
2833          * If our children haven't all completed,
2834          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
2835          */
2836         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE) ||
2837             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE) ||
2838             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE) ||
2839             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_DONE))
2840                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2841
2842         for (c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
2843                 for (w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
2844                         ASSERT(zio->io_children[c][w] == 0);
2845
2846         if (zio->io_bp != NULL) {
2847                 ASSERT(zio->io_bp->blk_pad[0] == 0);
2848                 ASSERT(zio->io_bp->blk_pad[1] == 0);
2849                 ASSERT(bcmp(zio->io_bp, &zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t)) == 0 ||
2850                     (zio->io_bp == zio_unique_parent(zio)->io_bp));
2851                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE && !BP_IS_HOLE(zio->io_bp) &&
2852                     zio->io_bp_override == NULL &&
2853                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)) {
2854                         ASSERT(!BP_SHOULD_BYTESWAP(zio->io_bp));
2855                         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
2856                         ASSERT(BP_COUNT_GANG(zio->io_bp) == 0 ||
2857                             (BP_COUNT_GANG(zio->io_bp) == BP_GET_NDVAS(zio->io_bp)));
2858                 }
2859         }
2860
2861         /*
2862          * If there were child vdev/gang/ddt errors, they apply to us now.
2863          */
2864         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_VDEV);
2865         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_GANG);
2866         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_DDT);
2867
2868         /*
2869          * If the I/O on the transformed data was successful, generate any
2870          * checksum reports now while we still have the transformed data.
2871          */
2872         if (zio->io_error == 0) {
2873                 while (zio->io_cksum_report != NULL) {
2874                         zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
2875                         uint64_t align = zcr->zcr_align;
2876                         uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
2877                         char *abuf = zio->io_data;
2878
2879                         if (asize != zio->io_size) {
2880                                 abuf = zio_buf_alloc(asize);
2881                                 bcopy(zio->io_data, abuf, zio->io_size);
2882                                 bzero(abuf + zio->io_size, asize - zio->io_size);
2883                         }
2884
2885                         zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
2886                         zcr->zcr_next = NULL;
2887                         zcr->zcr_finish(zcr, abuf);
2888                         zfs_ereport_free_checksum(zcr);
2889
2890                         if (asize != zio->io_size)
2891                                 zio_buf_free(abuf, asize);
2892                 }
2893         }
2894
2895         zio_pop_transforms(zio);        /* note: may set zio->io_error */
2896
2897         vdev_stat_update(zio, zio->io_size);
2898
2899         /*
2900          * If this I/O is attached to a particular vdev is slow, exeeding
2901          * 30 seconds to complete, post an error described the I/O delay.
2902          * We ignore these errors if the device is currently unavailable.
2903          */
2904         if (zio->io_delay >= zio_delay_max) {
2905                 if (zio->io_vd != NULL && !vdev_is_dead(zio->io_vd))
2906                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DELAY, zio->io_spa,
2907                                          zio->io_vd, zio, 0, 0);
2908         }
2909
2910         if (zio->io_error) {
2911                 /*
2912                  * If this I/O is attached to a particular vdev,
2913                  * generate an error message describing the I/O failure
2914                  * at the block level.  We ignore these errors if the
2915                  * device is currently unavailable.
2916                  */
2917                 if (zio->io_error != ECKSUM && zio->io_vd != NULL &&
2918                         !vdev_is_dead(zio->io_vd))
2919                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO, zio->io_spa,
2920                                                 zio->io_vd, zio, 0, 0);
2921
2922                 if ((zio->io_error == EIO || !(zio->io_flags &
2923                     (ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))) &&
2924                     zio == zio->io_logical) {
2925                         /*
2926                          * For logical I/O requests, tell the SPA to log the
2927                          * error and generate a logical data ereport.
2928                          */
2929                         spa_log_error(zio->io_spa, zio);
2930                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DATA, zio->io_spa, NULL, zio,
2931                             0, 0);
2932                 }
2933         }
2934
2935         if (zio->io_error && zio == zio->io_logical) {
2936                 /*
2937                  * Determine whether zio should be reexecuted.  This will
2938                  * propagate all the way to the root via zio_notify_parent().
2939                  */
2940                 ASSERT(zio->io_vd == NULL && zio->io_bp != NULL);
2941                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2942
2943                 if (IO_IS_ALLOCATING(zio) &&
2944                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL)) {
2945                         if (zio->io_error != ENOSPC)
2946                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_NOW;
2947                         else
2948                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
2949                 }
2950
2951                 if ((zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2952                     zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) &&
2953                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) &&
2954                     zio->io_error == ENXIO &&
2955                     spa_load_state(zio->io_spa) == SPA_LOAD_NONE &&
2956                     spa_get_failmode(zio->io_spa) != ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE)
2957                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
2958
2959                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL) && !zio->io_reexecute)
2960                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
2961
2962                 /*
2963                  * Here is a possibly good place to attempt to do
2964                  * either combinatorial reconstruction or error correction
2965                  * based on checksums.  It also might be a good place
2966                  * to send out preliminary ereports before we suspend
2967                  * processing.
2968                  */
2969         }
2970
2971         /*
2972          * If there were logical child errors, they apply to us now.
2973          * We defer this until now to avoid conflating logical child
2974          * errors with errors that happened to the zio itself when
2975          * updating vdev stats and reporting FMA events above.
2976          */
2977         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL);
2978
2979         if ((zio->io_error || zio->io_reexecute) &&
2980             IO_IS_ALLOCATING(zio) && zio->io_gang_leader == zio &&
2981             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE))
2982                 zio_dva_unallocate(zio, zio->io_gang_tree, zio->io_bp);
2983
2984         zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
2985
2986         /*
2987          * Godfather I/Os should never suspend.
2988          */
2989         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
2990             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND))
2991                 zio->io_reexecute = 0;
2992
2993         if (zio->io_reexecute) {
2994                 /*
2995                  * This is a logical I/O that wants to reexecute.
2996                  *
2997                  * Reexecute is top-down.  When an i/o fails, if it's not
2998                  * the root, it simply notifies its parent and sticks around.
2999                  * The parent, seeing that it still has children in zio_done(),
3000                  * does the same.  This percolates all the way up to the root.
3001                  * The root i/o will reexecute or suspend the entire tree.
3002                  *
3003                  * This approach ensures that zio_reexecute() honors
3004                  * all the original i/o dependency relationships, e.g.
3005                  * parents not executing until children are ready.
3006                  */
3007                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3008
3009                 zio->io_gang_leader = NULL;
3010
3011                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3012                 zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3013                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3014
3015                 /*
3016                  * "The Godfather" I/O monitors its children but is
3017                  * not a true parent to them. It will track them through
3018                  * the pipeline but severs its ties whenever they get into
3019                  * trouble (e.g. suspended). This allows "The Godfather"
3020                  * I/O to return status without blocking.
3021                  */
3022                 for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3023                         zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3024                         pio_next = zio_walk_parents(zio);
3025
3026                         if ((pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3027                             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND)) {
3028                                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3029                                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3030                         }
3031                 }
3032
3033                 if ((pio = zio_unique_parent(zio)) != NULL) {
3034                         /*
3035                          * We're not a root i/o, so there's nothing to do
3036                          * but notify our parent.  Don't propagate errors
3037                          * upward since we haven't permanently failed yet.
3038                          */
3039                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
3040                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
3041                         zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3042                 } else if (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND) {
3043                         /*
3044                          * We'd fail again if we reexecuted now, so suspend
3045                          * until conditions improve (e.g. device comes online).
3046                          */
3047                         zio_suspend(zio->io_spa, zio);
3048                 } else {
3049                         /*
3050                          * Reexecution is potentially a huge amount of work.
3051                          * Hand it off to the otherwise-unused claim taskq.
3052                          */
3053                         ASSERT(taskq_empty_ent(&zio->io_tqent));
3054                         (void) taskq_dispatch_ent(
3055                             zio->io_spa->spa_zio_taskq[ZIO_TYPE_CLAIM][ZIO_TASKQ_ISSUE],
3056                             (task_func_t *)zio_reexecute, zio, 0,
3057                             &zio->io_tqent);
3058                 }
3059                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3060         }
3061
3062         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
3063         ASSERT(zio->io_reexecute == 0);
3064         ASSERT(zio->io_error == 0 || (zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL));
3065
3066         /*
3067          * Report any checksum errors, since the I/O is complete.
3068          */
3069         while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3070                 zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3071                 zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3072                 zcr->zcr_next = NULL;
3073                 zcr->zcr_finish(zcr, NULL);
3074                 zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3075         }
3076
3077         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_FASTWRITE && zio->io_bp &&
3078             !BP_IS_HOLE(zio->io_bp)) {
3079                 metaslab_fastwrite_unmark(zio->io_spa, zio->io_bp);
3080         }
3081
3082         /*
3083          * It is the responsibility of the done callback to ensure that this
3084          * particular zio is no longer discoverable for adoption, and as
3085          * such, cannot acquire any new parents.
3086          */
3087         if (zio->io_done)
3088                 zio->io_done(zio);
3089
3090         mutex_enter(&zio->io_lock);
3091         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3092         mutex_exit(&zio->io_lock);
3093
3094         for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3095                 zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3096                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3097                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3098                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3099         }
3100
3101         if (zio->io_waiter != NULL) {
3102                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3103                 zio->io_executor = NULL;
3104                 cv_broadcast(&zio->io_cv);
3105                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3106         } else {
3107                 zio_destroy(zio);
3108         }
3109
3110         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3111 }
3112
3113 /*
3114  * ==========================================================================
3115  * I/O pipeline definition
3116  * ==========================================================================
3117  */
3118 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[] = {
3119         NULL,
3120         zio_read_bp_init,
3121         zio_free_bp_init,
3122         zio_issue_async,
3123         zio_write_bp_init,
3124         zio_checksum_generate,
3125         zio_ddt_read_start,
3126         zio_ddt_read_done,
3127         zio_ddt_write,
3128         zio_ddt_free,
3129         zio_gang_assemble,
3130         zio_gang_issue,
3131         zio_dva_allocate,
3132         zio_dva_free,
3133         zio_dva_claim,
3134         zio_ready,
3135         zio_vdev_io_start,
3136         zio_vdev_io_done,
3137         zio_vdev_io_assess,
3138         zio_checksum_verify,
3139         zio_done
3140 };
3141
3142 /* dnp is the dnode for zb1->zb_object */
3143 boolean_t
3144 zbookmark_is_before(const dnode_phys_t *dnp, const zbookmark_t *zb1,
3145     const zbookmark_t *zb2)
3146 {
3147         uint64_t zb1nextL0, zb2thisobj;
3148
3149         ASSERT(zb1->zb_objset == zb2->zb_objset);
3150         ASSERT(zb2->zb_level == 0);
3151
3152         /*
3153          * A bookmark in the deadlist is considered to be after
3154          * everything else.
3155          */
3156         if (zb2->zb_object == DMU_DEADLIST_OBJECT)
3157                 return (B_TRUE);
3158
3159         /* The objset_phys_t isn't before anything. */
3160         if (dnp == NULL)
3161                 return (B_FALSE);
3162
3163         zb1nextL0 = (zb1->zb_blkid + 1) <<
3164             ((zb1->zb_level) * (dnp->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT));
3165
3166         zb2thisobj = zb2->zb_object ? zb2->zb_object :
3167             zb2->zb_blkid << (DNODE_BLOCK_SHIFT - DNODE_SHIFT);
3168
3169         if (zb1->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3170                 uint64_t nextobj = zb1nextL0 *
3171                     (dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT) >> DNODE_SHIFT;
3172                 return (nextobj <= zb2thisobj);
3173         }
3174
3175         if (zb1->zb_object < zb2thisobj)
3176                 return (B_TRUE);
3177         if (zb1->zb_object > zb2thisobj)
3178                 return (B_FALSE);
3179         if (zb2->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT)
3180                 return (B_FALSE);
3181         return (zb1nextL0 <= zb2->zb_blkid);
3182 }
3183
3184 #if defined(_KERNEL) && defined(HAVE_SPL)
3185 /* Fault injection */
3186 EXPORT_SYMBOL(zio_injection_enabled);
3187 EXPORT_SYMBOL(zio_inject_fault);
3188 EXPORT_SYMBOL(zio_inject_list_next);
3189 EXPORT_SYMBOL(zio_clear_fault);
3190 EXPORT_SYMBOL(zio_handle_fault_injection);
3191 EXPORT_SYMBOL(zio_handle_device_injection);
3192 EXPORT_SYMBOL(zio_handle_label_injection);
3193 EXPORT_SYMBOL(zio_priority_table);
3194 EXPORT_SYMBOL(zio_type_name);
3195
3196 module_param(zio_bulk_flags, int, 0644);
3197 MODULE_PARM_DESC(zio_bulk_flags, "Additional flags to pass to bulk buffers");
3198
3199 module_param(zio_delay_max, int, 0644);
3200 MODULE_PARM_DESC(zio_delay_max, "Max zio millisec delay before posting event");
3201
3202 module_param(zio_requeue_io_start_cut_in_line, int, 0644);
3203 MODULE_PARM_DESC(zio_requeue_io_start_cut_in_line, "Prioritize requeued I/O");
3204 #endif