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