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