zfs/lib/libzpool/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 2008 Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
  23  * Use is subject to license terms.
  24  */
  25
  26 #pragma ident   "@(#)zio.c      1.32    08/03/20 SMI"
  27
  28 #include <sys/zfs_context.h>
  29 #include <sys/fm/fs/zfs.h>
  30 #include <sys/spa.h>
  31 #include <sys/txg.h>
  32 #include <sys/spa_impl.h>
  33 #include <sys/vdev_impl.h>
  34 #include <sys/zio_impl.h>
  35 #include <sys/zio_compress.h>
  36 #include <sys/zio_checksum.h>
  37
  38 /*
  39  * ==========================================================================
  40  * I/O priority table
  41  * ==========================================================================
  42  */
  43 uint8_t zio_priority_table[ZIO_PRIORITY_TABLE_SIZE] = {
  44         0,      /* ZIO_PRIORITY_NOW             */
  45         0,      /* ZIO_PRIORITY_SYNC_READ       */
  46         0,      /* ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE      */
  47         6,      /* ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ      */
  48         4,      /* ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE     */
  49         4,      /* ZIO_PRIORITY_FREE            */
  50         0,      /* ZIO_PRIORITY_CACHE_FILL      */
  51         0,      /* ZIO_PRIORITY_LOG_WRITE       */
  52         10,     /* ZIO_PRIORITY_RESILVER        */
  53         20,     /* ZIO_PRIORITY_SCRUB           */
  54 };
  55
  56 /*
  57  * ==========================================================================
  58  * I/O type descriptions
  59  * ==========================================================================
  60  */
  61 char *zio_type_name[ZIO_TYPES] = {
  62         "null", "read", "write", "free", "claim", "ioctl" };
  63
  64 /* Force an allocation failure when non-zero */
  65 uint16_t zio_zil_fail_shift = 0;
  66 uint16_t zio_io_fail_shift = 0;
  67
  68 /* Enable/disable the write-retry logic */
  69 int zio_write_retry = 1;
  70
  71 /* Taskq to handle reissuing of I/Os */
  72 taskq_t *zio_taskq;
  73 int zio_resume_threads = 4;
  74
  75 typedef struct zio_sync_pass {
  76         int     zp_defer_free;          /* defer frees after this pass */
  77         int     zp_dontcompress;        /* don't compress after this pass */
  78         int     zp_rewrite;             /* rewrite new bps after this pass */
  79 } zio_sync_pass_t;
  80
  81 zio_sync_pass_t zio_sync_pass = {
  82         1,      /* zp_defer_free */
  83         4,      /* zp_dontcompress */
  84         1,      /* zp_rewrite */
  85 };
  86
  87 static boolean_t zio_io_should_fail(uint16_t);
  88
  89 /*
  90  * ==========================================================================
  91  * I/O kmem caches
  92  * ==========================================================================
  93  */
  94 kmem_cache_t *zio_cache;
  95 kmem_cache_t *zio_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
  96 kmem_cache_t *zio_data_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
  97
  98 #ifdef _KERNEL
  99 extern vmem_t *zio_alloc_arena;
 100 #endif
 101
 102 /*
 103  * Determine if we are allowed to issue the IO based on the
 104  * pool state. If we must wait then block until we are told
 105  * that we may continue.
 106  */
 107 #define ZIO_ENTER(spa) {                                                \
 108         if (spa->spa_state == POOL_STATE_IO_FAILURE) {                  \
 109                 mutex_enter(&spa->spa_zio_lock);                        \
 110                 while (spa->spa_state == POOL_STATE_IO_FAILURE)         \
 111                         cv_wait(&spa->spa_zio_cv, &spa->spa_zio_lock);  \
 112                 mutex_exit(&spa->spa_zio_lock);                         \
 113         }                                                               \
 114 }
 115
 116 /*
 117  * An allocation zio is one that either currently has the DVA allocate
 118  * stage set or will have it later in it's lifetime.
 119  */
 120 #define IO_IS_ALLOCATING(zio) \
 121         ((zio)->io_orig_pipeline & (1U << ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE))
 122
 123 void
 124 zio_init(void)
 125 {
 126         size_t c;
 127         vmem_t *data_alloc_arena = NULL;
 128
 129 #ifdef _KERNEL
 130         data_alloc_arena = zio_alloc_arena;
 131 #endif
 132
 133         zio_cache = kmem_cache_create("zio_cache", sizeof (zio_t), 0,
 134             NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0);
 135
 136         /*
 137          * For small buffers, we want a cache for each multiple of
 138          * SPA_MINBLOCKSIZE.  For medium-size buffers, we want a cache
 139          * for each quarter-power of 2.  For large buffers, we want
 140          * a cache for each multiple of PAGESIZE.
 141          */
 142         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
 143                 size_t size = (c + 1) << SPA_MINBLOCKSHIFT;
 144                 size_t p2 = size;
 145                 size_t align = 0;
 146
 147                 while (p2 & (p2 - 1))
 148                         p2 &= p2 - 1;
 149
 150                 if (size <= 4 * SPA_MINBLOCKSIZE) {
 151                         align = SPA_MINBLOCKSIZE;
 152                 } else if (P2PHASE(size, PAGESIZE) == 0) {
 153                         align = PAGESIZE;
 154                 } else if (P2PHASE(size, p2 >> 2) == 0) {
 155                         align = p2 >> 2;
 156                 }
 157
 158                 if (align != 0) {
 159                         char name[36];
 160                         (void) sprintf(name, "zio_buf_%lu", (ulong_t)size);
 161                         zio_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
 162                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, KMC_NODEBUG);
 163
 164                         (void) sprintf(name, "zio_data_buf_%lu", (ulong_t)size);
 165                         zio_data_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
 166                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, data_alloc_arena,
 167                             KMC_NODEBUG);
 168
 169                 }
 170         }
 171
 172         while (--c != 0) {
 173                 ASSERT(zio_buf_cache[c] != NULL);
 174                 if (zio_buf_cache[c - 1] == NULL)
 175                         zio_buf_cache[c - 1] = zio_buf_cache[c];
 176
 177                 ASSERT(zio_data_buf_cache[c] != NULL);
 178                 if (zio_data_buf_cache[c - 1] == NULL)
 179                         zio_data_buf_cache[c - 1] = zio_data_buf_cache[c];
 180         }
 181
 182         zio_taskq = taskq_create("zio_taskq", zio_resume_threads,
 183             maxclsyspri, 50, INT_MAX, TASKQ_PREPOPULATE);
 184
 185         zio_inject_init();
 186 }
 187
 188 void
 189 zio_fini(void)
 190 {
 191         size_t c;
 192         kmem_cache_t *last_cache = NULL;
 193         kmem_cache_t *last_data_cache = NULL;
 194
 195         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
 196                 if (zio_buf_cache[c] != last_cache) {
 197                         last_cache = zio_buf_cache[c];
 198                         kmem_cache_destroy(zio_buf_cache[c]);
 199                 }
 200                 zio_buf_cache[c] = NULL;
 201
 202                 if (zio_data_buf_cache[c] != last_data_cache) {
 203                         last_data_cache = zio_data_buf_cache[c];
 204                         kmem_cache_destroy(zio_data_buf_cache[c]);
 205                 }
 206                 zio_data_buf_cache[c] = NULL;
 207         }
 208
 209         taskq_destroy(zio_taskq);
 210
 211         kmem_cache_destroy(zio_cache);
 212
 213         zio_inject_fini();
 214 }
 215
 216 /*
 217  * ==========================================================================
 218  * Allocate and free I/O buffers
 219  * ==========================================================================
 220  */
 221
 222 /*
 223  * Use zio_buf_alloc to allocate ZFS metadata.  This data will appear in a
 224  * crashdump if the kernel panics, so use it judiciously.  Obviously, it's
 225  * useful to inspect ZFS metadata, but if possible, we should avoid keeping
 226  * excess / transient data in-core during a crashdump.
 227  */
 228 void *
 229 zio_buf_alloc(size_t size)
 230 {
 231         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
 232
 233         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
 234
 235         return (kmem_cache_alloc(zio_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
 236 }
 237
 238 /*
 239  * Use zio_data_buf_alloc to allocate data.  The data will not appear in a
 240  * crashdump if the kernel panics.  This exists so that we will limit the amount
 241  * of ZFS data that shows up in a kernel crashdump.  (Thus reducing the amount
 242  * of kernel heap dumped to disk when the kernel panics)
 243  */
 244 void *
 245 zio_data_buf_alloc(size_t size)
 246 {
 247         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
 248
 249         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
 250
 251         return (kmem_cache_alloc(zio_data_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE));
 252 }
 253
 254 void
 255 zio_buf_free(void *buf, size_t size)
 256 {
 257         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
 258
 259         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
 260
 261         kmem_cache_free(zio_buf_cache[c], buf);
 262 }
 263
 264 void
 265 zio_data_buf_free(void *buf, size_t size)
 266 {
 267         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
 268
 269         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
 270
 271         kmem_cache_free(zio_data_buf_cache[c], buf);
 272 }
 273
 274 /*
 275  * ==========================================================================
 276  * Push and pop I/O transform buffers
 277  * ==========================================================================
 278  */
 279 static void
 280 zio_push_transform(zio_t *zio, void *data, uint64_t size, uint64_t bufsize)
 281 {
 282         zio_transform_t *zt = kmem_alloc(sizeof (zio_transform_t), KM_SLEEP);
 283
 284         zt->zt_data = data;
 285         zt->zt_size = size;
 286         zt->zt_bufsize = bufsize;
 287
 288         zt->zt_next = zio->io_transform_stack;
 289         zio->io_transform_stack = zt;
 290
 291         zio->io_data = data;
 292         zio->io_size = size;
 293 }
 294
 295 static void
 296 zio_pop_transform(zio_t *zio, void **data, uint64_t *size, uint64_t *bufsize)
 297 {
 298         zio_transform_t *zt = zio->io_transform_stack;
 299
 300         *data = zt->zt_data;
 301         *size = zt->zt_size;
 302         *bufsize = zt->zt_bufsize;
 303
 304         zio->io_transform_stack = zt->zt_next;
 305         kmem_free(zt, sizeof (zio_transform_t));
 306
 307         if ((zt = zio->io_transform_stack) != NULL) {
 308                 zio->io_data = zt->zt_data;
 309                 zio->io_size = zt->zt_size;
 310         }
 311 }
 312
 313 static void
 314 zio_clear_transform_stack(zio_t *zio)
 315 {
 316         void *data;
 317         uint64_t size, bufsize;
 318
 319         ASSERT(zio->io_transform_stack != NULL);
 320
 321         zio_pop_transform(zio, &data, &size, &bufsize);
 322         while (zio->io_transform_stack != NULL) {
 323                 zio_buf_free(data, bufsize);
 324                 zio_pop_transform(zio, &data, &size, &bufsize);
 325         }
 326 }
 327
 328 /*
 329  * ==========================================================================
 330  * Create the various types of I/O (read, write, free)
 331  * ==========================================================================
 332  */
 333 static zio_t *
 334 zio_create(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp,
 335     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
 336     zio_type_t type, int priority, int flags, uint8_t stage, uint32_t pipeline)
 337 {
 338         zio_t *zio;
 339
 340         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 341         ASSERT(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
 342
 343         zio = kmem_cache_alloc(zio_cache, KM_SLEEP);
 344         bzero(zio, sizeof (zio_t));
 345         zio->io_parent = pio;
 346         zio->io_spa = spa;
 347         zio->io_txg = txg;
 348         zio->io_flags = flags;
 349         if (bp != NULL) {
 350                 zio->io_bp = bp;
 351                 zio->io_bp_copy = *bp;
 352                 zio->io_bp_orig = *bp;
 353         }
 354         zio->io_done = done;
 355         zio->io_private = private;
 356         zio->io_type = type;
 357         zio->io_priority = priority;
 358         zio->io_stage = stage;
 359         zio->io_pipeline = pipeline;
 360         zio->io_timestamp = lbolt64;
 361         mutex_init(&zio->io_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 362         cv_init(&zio->io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
 363         zio_push_transform(zio, data, size, size);
 364
 365         /*
 366          * Note on config lock:
 367          *
 368          * If CONFIG_HELD is set, then the caller already has the config
 369          * lock, so we don't need it for this io.
 370          *
 371          * We set CONFIG_GRABBED to indicate that we have grabbed the
 372          * config lock on behalf of this io, so it should be released
 373          * in zio_done.
 374          *
 375          * Unless CONFIG_HELD is set, we will grab the config lock for
 376          * any top-level (parent-less) io, *except* NULL top-level ios.
 377          * The NULL top-level ios rarely have any children, so we delay
 378          * grabbing the lock until the first child is added (but it is
 379          * still grabbed on behalf of the top-level i/o, so additional
 380          * children don't need to also grab it).  This greatly reduces
 381          * contention on the config lock.
 382          */
 383         if (pio == NULL) {
 384                 if (type != ZIO_TYPE_NULL &&
 385                     !(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_HELD)) {
 386                         spa_config_enter(spa, RW_READER, zio);
 387                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_CONFIG_GRABBED;
 388                 }
 389                 zio->io_root = zio;
 390         } else {
 391                 zio->io_root = pio->io_root;
 392                 if (!(flags & ZIO_FLAG_NOBOOKMARK))
 393                         zio->io_logical = pio->io_logical;
 394                 mutex_enter(&pio->io_lock);
 395                 if (pio->io_parent == NULL &&
 396                     pio->io_type == ZIO_TYPE_NULL &&
 397                     !(pio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_GRABBED) &&
 398                     !(pio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_HELD)) {
 399                         pio->io_flags |= ZIO_FLAG_CONFIG_GRABBED;
 400                         spa_config_enter(spa, RW_READER, pio);
 401                 }
 402                 if (stage < ZIO_STAGE_READY)
 403                         pio->io_children_notready++;
 404                 pio->io_children_notdone++;
 405                 zio->io_sibling_next = pio->io_child;
 406                 zio->io_sibling_prev = NULL;
 407                 if (pio->io_child != NULL)
 408                         pio->io_child->io_sibling_prev = zio;
 409                 pio->io_child = zio;
 410                 zio->io_ndvas = pio->io_ndvas;
 411                 mutex_exit(&pio->io_lock);
 412         }
 413
 414         /*
 415          * Save off the original state incase we need to retry later.
 416          */
 417         zio->io_orig_stage = zio->io_stage;
 418         zio->io_orig_pipeline = zio->io_pipeline;
 419         zio->io_orig_flags = zio->io_flags;
 420
 421         return (zio);
 422 }
 423
 424 static void
 425 zio_reset(zio_t *zio)
 426 {
 427         zio_clear_transform_stack(zio);
 428
 429         zio->io_flags = zio->io_orig_flags;
 430         zio->io_stage = zio->io_orig_stage;
 431         zio->io_pipeline = zio->io_orig_pipeline;
 432         zio_push_transform(zio, zio->io_data, zio->io_size, zio->io_size);
 433 }
 434
 435 zio_t *
 436 zio_null(zio_t *pio, spa_t *spa, zio_done_func_t *done, void *private,
 437         int flags)
 438 {
 439         zio_t *zio;
 440
 441         zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
 442             ZIO_TYPE_NULL, ZIO_PRIORITY_NOW, flags, ZIO_STAGE_OPEN,
 443             ZIO_WAIT_FOR_CHILDREN_PIPELINE);
 444
 445         return (zio);
 446 }
 447
 448 zio_t *
 449 zio_root(spa_t *spa, zio_done_func_t *done, void *private, int flags)
 450 {
 451         return (zio_null(NULL, spa, done, private, flags));
 452 }
 453
 454 zio_t *
 455 zio_read(zio_t *pio, spa_t *spa, blkptr_t *bp, void *data,
 456     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
 457     int priority, int flags, zbookmark_t *zb)
 458 {
 459         zio_t *zio;
 460
 461         ASSERT3U(size, ==, BP_GET_LSIZE(bp));
 462
 463         /*
 464          * If the user has specified that we allow I/Os to continue
 465          * then attempt to satisfy the read.
 466          */
 467         if (spa_get_failmode(spa) != ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE)
 468                 ZIO_ENTER(spa);
 469
 470         zio = zio_create(pio, spa, bp->blk_birth, bp, data, size, done, private,
 471             ZIO_TYPE_READ, priority, flags | ZIO_FLAG_USER,
 472             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_READ_PIPELINE);
 473         zio->io_bookmark = *zb;
 474
 475         zio->io_logical = zio;
 476
 477         /*
 478          * Work off our copy of the bp so the caller can free it.
 479          */
 480         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;
 481
 482         return (zio);
 483 }
 484
 485 zio_t *
 486 zio_write(zio_t *pio, spa_t *spa, int checksum, int compress, int ncopies,
 487     uint64_t txg, blkptr_t *bp, void *data, uint64_t size,
 488     zio_done_func_t *ready, zio_done_func_t *done, void *private, int priority,
 489     int flags, zbookmark_t *zb)
 490 {
 491         zio_t *zio;
 492
 493         ASSERT(checksum >= ZIO_CHECKSUM_OFF &&
 494             checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS);
 495
 496         ASSERT(compress >= ZIO_COMPRESS_OFF &&
 497             compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS);
 498
 499         ZIO_ENTER(spa);
 500
 501         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
 502             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags | ZIO_FLAG_USER,
 503             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_WRITE_PIPELINE);
 504
 505         zio->io_ready = ready;
 506
 507         zio->io_bookmark = *zb;
 508
 509         zio->io_logical = zio;
 510
 511         zio->io_checksum = checksum;
 512         zio->io_compress = compress;
 513         zio->io_ndvas = ncopies;
 514
 515         if (bp->blk_birth != txg) {
 516                 /* XXX the bp usually (always?) gets re-zeroed later */
 517                 BP_ZERO(bp);
 518                 BP_SET_LSIZE(bp, size);
 519                 BP_SET_PSIZE(bp, size);
 520         } else {
 521                 /* Make sure someone doesn't change their mind on overwrites */
 522                 ASSERT(MIN(zio->io_ndvas + BP_IS_GANG(bp),
 523                     spa_max_replication(spa)) == BP_GET_NDVAS(bp));
 524         }
 525
 526         return (zio);
 527 }
 528
 529 zio_t *
 530 zio_rewrite(zio_t *pio, spa_t *spa, int checksum,
 531     uint64_t txg, blkptr_t *bp, void *data, uint64_t size,
 532     zio_done_func_t *done, void *private, int priority, int flags,
 533     zbookmark_t *zb)
 534 {
 535         zio_t *zio;
 536
 537         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
 538             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags | ZIO_FLAG_USER,
 539             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_REWRITE_PIPELINE(bp));
 540
 541         zio->io_bookmark = *zb;
 542         zio->io_checksum = checksum;
 543         zio->io_compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
 544
 545         if (pio != NULL)
 546                 ASSERT3U(zio->io_ndvas, <=, BP_GET_NDVAS(bp));
 547
 548         return (zio);
 549 }
 550
 551 static void
 552 zio_write_allocate_ready(zio_t *zio)
 553 {
 554         /* Free up the previous block */
 555         if (!BP_IS_HOLE(&zio->io_bp_orig)) {
 556                 zio_nowait(zio_free(zio, zio->io_spa, zio->io_txg,
 557                     &zio->io_bp_orig, NULL, NULL));
 558         }
 559 }
 560
 561 static zio_t *
 562 zio_write_allocate(zio_t *pio, spa_t *spa, int checksum,
 563     uint64_t txg, blkptr_t *bp, void *data, uint64_t size,
 564     zio_done_func_t *done, void *private, int priority, int flags)
 565 {
 566         zio_t *zio;
 567
 568         BP_ZERO(bp);
 569         BP_SET_LSIZE(bp, size);
 570         BP_SET_PSIZE(bp, size);
 571         BP_SET_COMPRESS(bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
 572
 573         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
 574             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags,
 575             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_WRITE_ALLOCATE_PIPELINE);
 576
 577         zio->io_checksum = checksum;
 578         zio->io_compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
 579         zio->io_ready = zio_write_allocate_ready;
 580
 581         return (zio);
 582 }
 583
 584 zio_t *
 585 zio_free(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp,
 586     zio_done_func_t *done, void *private)
 587 {
 588         zio_t *zio;
 589
 590         ASSERT(!BP_IS_HOLE(bp));
 591
 592         if (txg == spa->spa_syncing_txg &&
 593             spa->spa_sync_pass > zio_sync_pass.zp_defer_free) {
 594                 bplist_enqueue_deferred(&spa->spa_sync_bplist, bp);
 595                 return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, 0));
 596         }
 597
 598         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, 0, done, private,
 599             ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_FREE, ZIO_FLAG_USER,
 600             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_FREE_PIPELINE(bp));
 601
 602         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;
 603
 604         return (zio);
 605 }
 606
 607 zio_t *
 608 zio_claim(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp,
 609     zio_done_func_t *done, void *private)
 610 {
 611         zio_t *zio;
 612
 613         /*
 614          * A claim is an allocation of a specific block.  Claims are needed
 615          * to support immediate writes in the intent log.  The issue is that
 616          * immediate writes contain committed data, but in a txg that was
 617          * *not* committed.  Upon opening the pool after an unclean shutdown,
 618          * the intent log claims all blocks that contain immediate write data
 619          * so that the SPA knows they're in use.
 620          *
 621          * All claims *must* be resolved in the first txg -- before the SPA
 622          * starts allocating blocks -- so that nothing is allocated twice.
 623          */
 624         ASSERT3U(spa->spa_uberblock.ub_rootbp.blk_birth, <, spa_first_txg(spa));
 625         ASSERT3U(spa_first_txg(spa), <=, txg);
 626
 627         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, 0, done, private,
 628             ZIO_TYPE_CLAIM, ZIO_PRIORITY_NOW, 0,
 629             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_CLAIM_PIPELINE(bp));
 630
 631         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;
 632
 633         return (zio);
 634 }
 635
 636 zio_t *
 637 zio_ioctl(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, int cmd,
 638     zio_done_func_t *done, void *private, int priority, int flags)
 639 {
 640         zio_t *zio;
 641         int c;
 642
 643         if (vd->vdev_children == 0) {
 644                 zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
 645                     ZIO_TYPE_IOCTL, priority, flags,
 646                     ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_IOCTL_PIPELINE);
 647
 648                 zio->io_vd = vd;
 649                 zio->io_cmd = cmd;
 650         } else {
 651                 zio = zio_null(pio, spa, NULL, NULL, flags);
 652
 653                 for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
 654                         zio_nowait(zio_ioctl(zio, spa, vd->vdev_child[c], cmd,
 655                             done, private, priority, flags));
 656         }
 657
 658         return (zio);
 659 }
 660
 661 static void
 662 zio_phys_bp_init(vdev_t *vd, blkptr_t *bp, uint64_t offset, uint64_t size,
 663     int checksum, boolean_t labels)
 664 {
 665         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
 666
 667         ASSERT(size <= SPA_MAXBLOCKSIZE);
 668         ASSERT(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
 669         ASSERT(P2PHASE(offset, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
 670
 671 #ifdef ZFS_DEBUG
 672         if (labels) {
 673                 ASSERT(offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
 674                     offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
 675         }
 676 #endif
 677         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
 678
 679         BP_ZERO(bp);
 680
 681         BP_SET_LSIZE(bp, size);
 682         BP_SET_PSIZE(bp, size);
 683
 684         BP_SET_CHECKSUM(bp, checksum);
 685         BP_SET_COMPRESS(bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
 686         BP_SET_BYTEORDER(bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
 687
 688         if (checksum != ZIO_CHECKSUM_OFF)
 689                 ZIO_SET_CHECKSUM(&bp->blk_cksum, offset, 0, 0, 0);
 690 }
 691
 692 zio_t *
 693 zio_read_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
 694     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
 695     int priority, int flags, boolean_t labels)
 696 {
 697         zio_t *zio;
 698         blkptr_t blk;
 699
 700         ZIO_ENTER(vd->vdev_spa);
 701
 702         zio_phys_bp_init(vd, &blk, offset, size, checksum, labels);
 703
 704         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, &blk, data, size, done, private,
 705             ZIO_TYPE_READ, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL,
 706             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_READ_PHYS_PIPELINE);
 707
 708         zio->io_vd = vd;
 709         zio->io_offset = offset;
 710
 711         /*
 712          * Work off our copy of the bp so the caller can free it.
 713          */
 714         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;
 715
 716         return (zio);
 717 }
 718
 719 zio_t *
 720 zio_write_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
 721     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
 722     int priority, int flags, boolean_t labels)
 723 {
 724         zio_block_tail_t *zbt;
 725         void *wbuf;
 726         zio_t *zio;
 727         blkptr_t blk;
 728
 729         ZIO_ENTER(vd->vdev_spa);
 730
 731         zio_phys_bp_init(vd, &blk, offset, size, checksum, labels);
 732
 733         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, &blk, data, size, done, private,
 734             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL,
 735             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_WRITE_PHYS_PIPELINE);
 736
 737         zio->io_vd = vd;
 738         zio->io_offset = offset;
 739
 740         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;
 741         zio->io_checksum = checksum;
 742
 743         if (zio_checksum_table[checksum].ci_zbt) {
 744                 /*
 745                  * zbt checksums are necessarily destructive -- they modify
 746                  * one word of the write buffer to hold the verifier/checksum.
 747                  * Therefore, we must make a local copy in case the data is
 748                  * being written to multiple places.
 749                  */
 750                 wbuf = zio_buf_alloc(size);
 751                 bcopy(data, wbuf, size);
 752                 zio_push_transform(zio, wbuf, size, size);
 753
 754                 zbt = (zio_block_tail_t *)((char *)wbuf + size) - 1;
 755                 zbt->zbt_cksum = blk.blk_cksum;
 756         }
 757
 758         return (zio);
 759 }
 760
 761 /*
 762  * Create a child I/O to do some work for us.  It has no associated bp.
 763  */
 764 zio_t *
 765 zio_vdev_child_io(zio_t *zio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
 766         void *data, uint64_t size, int type, int priority, int flags,
 767         zio_done_func_t *done, void *private)
 768 {
 769         uint32_t pipeline = ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE;
 770         zio_t *cio;
 771
 772         if (type == ZIO_TYPE_READ && bp != NULL) {
 773                 /*
 774                  * If we have the bp, then the child should perform the
 775                  * checksum and the parent need not.  This pushes error
 776                  * detection as close to the leaves as possible and
 777                  * eliminates redundant checksums in the interior nodes.
 778                  */
 779                 pipeline |= 1U << ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
 780                 zio->io_pipeline &= ~(1U << ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY);
 781         }
 782
 783         cio = zio_create(zio, zio->io_spa, zio->io_txg, bp, data, size,
 784             done, private, type, priority,
 785             (zio->io_flags & ZIO_FLAG_VDEV_INHERIT) | ZIO_FLAG_CANFAIL | flags,
 786             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START - 1, pipeline);
 787
 788         cio->io_vd = vd;
 789         cio->io_offset = offset;
 790
 791         return (cio);
 792 }
 793
 794 /*
 795  * ==========================================================================
 796  * Initiate I/O, either sync or async
 797  * ==========================================================================
 798  */
 799 int
 800 zio_wait(zio_t *zio)
 801 {
 802         int error;
 803
 804         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
 805
 806         zio->io_waiter = curthread;
 807
 808         zio_execute(zio);
 809
 810         mutex_enter(&zio->io_lock);
 811         while (zio->io_stalled != ZIO_STAGE_DONE)
 812                 cv_wait(&zio->io_cv, &zio->io_lock);
 813         mutex_exit(&zio->io_lock);
 814
 815         error = zio->io_error;
 816         mutex_destroy(&zio->io_lock);
 817         cv_destroy(&zio->io_cv);
 818         kmem_cache_free(zio_cache, zio);
 819
 820         return (error);
 821 }
 822
 823 void
 824 zio_nowait(zio_t *zio)
 825 {
 826         zio_execute(zio);
 827 }
 828
 829 void
 830 zio_interrupt(zio_t *zio)
 831 {
 832         (void) taskq_dispatch(zio->io_spa->spa_zio_intr_taskq[zio->io_type],
 833             (task_func_t *)zio_execute, zio, TQ_SLEEP);
 834 }
 835
 836 static int
 837 zio_issue_async(zio_t *zio)
 838 {
 839         (void) taskq_dispatch(zio->io_spa->spa_zio_issue_taskq[zio->io_type],
 840             (task_func_t *)zio_execute, zio, TQ_SLEEP);
 841
 842         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
 843 }
 844
 845 /*
 846  * ==========================================================================
 847  * I/O pipeline interlocks: parent/child dependency scoreboarding
 848  * ==========================================================================
 849  */
 850 static int
 851 zio_wait_for_children(zio_t *zio, uint32_t stage, uint64_t *countp)
 852 {
 853         int rv = ZIO_PIPELINE_CONTINUE;
 854
 855         mutex_enter(&zio->io_lock);
 856         ASSERT(zio->io_stalled == 0);
 857         if (*countp != 0) {
 858                 zio->io_stalled = stage;
 859                 rv = ZIO_PIPELINE_STOP;
 860         }
 861         mutex_exit(&zio->io_lock);
 862
 863         return (rv);
 864 }
 865
 866 static void
 867 zio_notify_parent(zio_t *zio, uint32_t stage, uint64_t *countp)
 868 {
 869         zio_t *pio = zio->io_parent;
 870
 871         mutex_enter(&pio->io_lock);
 872         if (pio->io_error == 0 && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))
 873                 pio->io_error = zio->io_error;
 874         ASSERT3U(*countp, >, 0);
 875         if (--*countp == 0 && pio->io_stalled == stage) {
 876                 pio->io_stalled = 0;
 877                 mutex_exit(&pio->io_lock);
 878                 zio_execute(pio);
 879         } else {
 880                 mutex_exit(&pio->io_lock);
 881         }
 882 }
 883
 884 int
 885 zio_wait_for_children_ready(zio_t *zio)
 886 {
 887         return (zio_wait_for_children(zio, ZIO_STAGE_WAIT_FOR_CHILDREN_READY,
 888             &zio->io_children_notready));
 889 }
 890
 891 int
 892 zio_wait_for_children_done(zio_t *zio)
 893 {
 894         return (zio_wait_for_children(zio, ZIO_STAGE_WAIT_FOR_CHILDREN_DONE,
 895             &zio->io_children_notdone));
 896 }
 897
 898 static int
 899 zio_read_init(zio_t *zio)
 900 {
 901         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
 902
 903         if (BP_GET_COMPRESS(bp) != ZIO_COMPRESS_OFF) {
 904                 uint64_t csize = BP_GET_PSIZE(bp);
 905                 void *cbuf = zio_buf_alloc(csize);
 906
 907                 zio_push_transform(zio, cbuf, csize, csize);
 908                 zio->io_pipeline |= 1U << ZIO_STAGE_READ_DECOMPRESS;
 909         }
 910
 911         if (BP_IS_GANG(bp)) {
 912                 uint64_t gsize = SPA_GANGBLOCKSIZE;
 913                 void *gbuf = zio_buf_alloc(gsize);
 914
 915                 zio_push_transform(zio, gbuf, gsize, gsize);
 916                 zio->io_pipeline |= 1U << ZIO_STAGE_READ_GANG_MEMBERS;
 917         }
 918
 919         if (!dmu_ot[BP_GET_TYPE(bp)].ot_metadata && BP_GET_LEVEL(bp) == 0)
 920                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
 921
 922         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
 923 }
 924
 925 static int
 926 zio_ready(zio_t *zio)
 927 {
 928         zio_t *pio = zio->io_parent;
 929
 930         if (zio->io_ready)
 931                 zio->io_ready(zio);
 932
 933         if (pio != NULL)
 934                 zio_notify_parent(zio, ZIO_STAGE_WAIT_FOR_CHILDREN_READY,
 935                     &pio->io_children_notready);
 936
 937         if (zio->io_bp)
 938                 zio->io_bp_copy = *zio->io_bp;
 939
 940         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
 941 }
 942
 943 static int
 944 zio_vdev_retry_io(zio_t *zio)
 945 {
 946         zio_t *pio = zio->io_parent;
 947
 948         /*
 949          * Preserve the failed bp so that the io_ready() callback can
 950          * update the accounting accordingly. The callback will also be
 951          * responsible for freeing the previously allocated block, if one
 952          * exists.
 953          */
 954         zio->io_bp_orig = *zio->io_bp;
 955
 956         /*
 957          * We must zero out the old DVA and blk_birth before reallocating
 958          * the bp.
 959          */
 960         BP_ZERO_DVAS(zio->io_bp);
 961         zio_reset(zio);
 962
 963         if (pio) {
 964                 /*
 965                  * Let the parent know that we will
 966                  * re-alloc the write (=> new bp info).
 967                  */
 968                 mutex_enter(&pio->io_lock);
 969                 pio->io_children_notready++;
 970
 971                 /*
 972                  * If the parent I/O is still in the open stage, then
 973                  * don't bother telling it to retry since it hasn't
 974                  * progressed far enough for it to care.
 975                  */
 976                 if (pio->io_stage > ZIO_STAGE_OPEN && IO_IS_ALLOCATING(pio))
 977                         pio->io_flags |= ZIO_FLAG_WRITE_RETRY;
 978
 979                 ASSERT(pio->io_stage <= ZIO_STAGE_WAIT_FOR_CHILDREN_DONE);
 980                 mutex_exit(&pio->io_lock);
 981         }
 982
 983         /*
 984          * We are getting ready to process the retry request so clear
 985          * the flag and the zio's current error status.
 986          */
 987         zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_WRITE_RETRY;
 988         zio->io_error = 0;
 989
 990         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
 991 }
 992
 993 int
 994 zio_vdev_resume_io(spa_t *spa)
 995 {
 996         zio_t *zio;
 997
 998         mutex_enter(&spa->spa_zio_lock);
 999
1000         /*
1001          * Probe all of vdevs that have experienced an I/O error.
1002          * If we are still unable to verify the integrity of the vdev
1003          * then we prevent the resume from proceeeding.
1004          */
1005         for (zio = list_head(&spa->spa_zio_list); zio != NULL;
1006             zio = list_next(&spa->spa_zio_list, zio)) {
1007                 int error = 0;
1008
1009                 /* We only care about I/Os that must succeed */
1010                 if (zio->io_vd == NULL || zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL)
1011                         continue;
1012                 error = vdev_probe(zio->io_vd);
1013                 if (error) {
1014                         mutex_exit(&spa->spa_zio_lock);
1015                         return (error);
1016                 }
1017         }
1018
1019         /*
1020          * Clear the vdev stats so that I/O can flow.
1021          */
1022         vdev_clear(spa, NULL, B_FALSE);
1023
1024         spa->spa_state = POOL_STATE_ACTIVE;
1025         while ((zio = list_head(&spa->spa_zio_list)) != NULL) {
1026                 list_remove(&spa->spa_zio_list, zio);
1027                 zio->io_error = 0;
1028
1029                 /*
1030                  * If we are resuming an allocating I/O then we force it
1031                  * to retry and let it resume operation where it left off.
1032                  * Otherwise, go back to the ready stage and pick up from
1033                  * there.
1034                  */
1035                 if (zio_write_retry && IO_IS_ALLOCATING(zio)) {
1036                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_WRITE_RETRY;
1037                         zio->io_stage--;
1038                 } else {
1039                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_READY;
1040                 }
1041
1042                 (void) taskq_dispatch(zio_taskq, (task_func_t *)zio_execute,
1043                     zio, TQ_SLEEP);
1044         }
1045         mutex_exit(&spa->spa_zio_lock);
1046
1047         /*
1048          * Wait for the taskqs to finish and recheck the pool state since
1049          * it's possible that a resumed I/O has failed again.
1050          */
1051         taskq_wait(zio_taskq);
1052         if (spa_state(spa) == POOL_STATE_IO_FAILURE)
1053                 return (EIO);
1054
1055         mutex_enter(&spa->spa_zio_lock);
1056         cv_broadcast(&spa->spa_zio_cv);
1057         mutex_exit(&spa->spa_zio_lock);
1058
1059         return (0);
1060 }
1061
1062 static int
1063 zio_vdev_suspend_io(zio_t *zio)
1064 {
1065         spa_t *spa = zio->io_spa;
1066
1067         /*
1068          * We've experienced an unrecoverable failure so
1069          * set the pool state accordingly and queue all
1070          * failed IOs.
1071          */
1072         spa->spa_state = POOL_STATE_IO_FAILURE;
1073
1074         mutex_enter(&spa->spa_zio_lock);
1075         list_insert_tail(&spa->spa_zio_list, zio);
1076
1077 #ifndef _KERNEL
1078         /* Used to notify ztest that the pool has suspended */
1079         cv_broadcast(&spa->spa_zio_cv);
1080 #endif
1081         mutex_exit(&spa->spa_zio_lock);
1082
1083         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1084 }
1085
1086 static int
1087 zio_assess(zio_t *zio)
1088 {
1089         spa_t *spa = zio->io_spa;
1090         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1091         vdev_t *vd = zio->io_vd;
1092
1093         ASSERT(zio->io_children_notready == 0);
1094         ASSERT(zio->io_children_notdone == 0);
1095
1096         if (bp != NULL) {
1097                 ASSERT(bp->blk_pad[0] == 0);
1098                 ASSERT(bp->blk_pad[1] == 0);
1099                 ASSERT(bp->blk_pad[2] == 0);
1100                 ASSERT(bcmp(bp, &zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t)) == 0);
1101                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE && !BP_IS_HOLE(bp) &&
1102                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)) {
1103                         ASSERT(!BP_SHOULD_BYTESWAP(bp));
1104                         if (zio->io_ndvas != 0)
1105                                 ASSERT3U(zio->io_ndvas, <=, BP_GET_NDVAS(bp));
1106                         ASSERT(BP_COUNT_GANG(bp) == 0 ||
1107                             (BP_COUNT_GANG(bp) == BP_GET_NDVAS(bp)));
1108                 }
1109         }
1110
1111         /*
1112          * Some child I/O has indicated that a retry is necessary, so
1113          * we set an error on the I/O and let the logic below do the
1114          * rest.
1115          */
1116         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_WRITE_RETRY)
1117                 zio->io_error = ERESTART;
1118
1119         if (vd != NULL)
1120                 vdev_stat_update(zio);
1121
1122         if (zio->io_error) {
1123                 /*
1124                  * If this I/O is attached to a particular vdev,
1125                  * generate an error message describing the I/O failure
1126                  * at the block level.  We ignore these errors if the
1127                  * device is currently unavailable.
1128                  */
1129                 if (zio->io_error != ECKSUM && vd != NULL && !vdev_is_dead(vd))
1130                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO, spa, vd, zio, 0, 0);
1131
1132                 if ((zio->io_error == EIO ||
1133                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE)) &&
1134                     zio->io_logical == zio) {
1135                         /*
1136                          * For root I/O requests, tell the SPA to log the error
1137                          * appropriately.  Also, generate a logical data
1138                          * ereport.
1139                          */
1140                         spa_log_error(spa, zio);
1141
1142                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DATA, spa, NULL, zio,
1143                             0, 0);
1144                 }
1145
1146                 /*
1147                  * If we are an allocating I/O then we attempt to reissue
1148                  * the I/O on another vdev unless the pool is out of space.
1149                  * We handle this condition based on the spa's failmode
1150                  * property.
1151                  */
1152                 if (zio_write_retry && zio->io_error != ENOSPC &&
1153                     IO_IS_ALLOCATING(zio))
1154                         return (zio_vdev_retry_io(zio));
1155
1156                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_WRITE_RETRY));
1157
1158                 /*
1159                  * For I/O requests that cannot fail, we carry out
1160                  * the requested behavior based on the failmode pool
1161                  * property.
1162                  *
1163                  * XXX - Need to differentiate between an ENOSPC as
1164                  * a result of vdev failures vs. a full pool.
1165                  */
1166                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL)) {
1167                         char *blkbuf;
1168
1169 #ifdef ZFS_DEBUG
1170                         blkbuf = kmem_alloc(BP_SPRINTF_LEN, KM_NOSLEEP);
1171                         if (blkbuf) {
1172                                 sprintf_blkptr(blkbuf, BP_SPRINTF_LEN,
1173                                     bp ? bp : &zio->io_bp_copy);
1174                         }
1175                         cmn_err(CE_WARN, "ZFS: %s (%s on %s off %llx: zio %p "
1176                             "%s): error %d", zio->io_error == ECKSUM ?
1177                             "bad checksum" : "I/O failure",
1178                             zio_type_name[zio->io_type],
1179                             vdev_description(vd),
1180                             (u_longlong_t)zio->io_offset,
1181                             (void *)zio, blkbuf ? blkbuf : "", zio->io_error);
1182 #endif
1183
1184                         if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_PANIC) {
1185                                 fm_panic("Pool '%s' has encountered an "
1186                                     "uncorrectable I/O failure and the "
1187                                     "failure mode property for this pool "
1188                                     "is set to panic.", spa_name(spa));
1189                         }
1190                         cmn_err(CE_WARN, "Pool '%s' has encountered "
1191                             "an uncorrectable I/O error. "
1192                             "Manual intervention is required.", spa_name(spa));
1193                         return (zio_vdev_suspend_io(zio));
1194                 }
1195         }
1196         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_WRITE_RETRY));
1197         ASSERT(zio->io_children_notready == 0);
1198
1199         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1200 }
1201
1202 static int
1203 zio_done(zio_t *zio)
1204 {
1205         zio_t *pio = zio->io_parent;
1206         spa_t *spa = zio->io_spa;
1207
1208         ASSERT(zio->io_children_notready == 0);
1209         ASSERT(zio->io_children_notdone == 0);
1210
1211         zio_clear_transform_stack(zio);
1212
1213         if (zio->io_done)
1214                 zio->io_done(zio);
1215
1216         ASSERT(zio->io_delegate_list == NULL);
1217         ASSERT(zio->io_delegate_next == NULL);
1218
1219         if (pio != NULL) {
1220                 zio_t *next, *prev;
1221
1222                 mutex_enter(&pio->io_lock);
1223                 next = zio->io_sibling_next;
1224                 prev = zio->io_sibling_prev;
1225                 if (next != NULL)
1226                         next->io_sibling_prev = prev;
1227                 if (prev != NULL)
1228                         prev->io_sibling_next = next;
1229                 if (pio->io_child == zio)
1230                         pio->io_child = next;
1231                 mutex_exit(&pio->io_lock);
1232
1233                 zio_notify_parent(zio, ZIO_STAGE_WAIT_FOR_CHILDREN_DONE,
1234                     &pio->io_children_notdone);
1235         }
1236
1237         /*
1238          * Note: this I/O is now done, and will shortly be freed, so there is no
1239          * need to clear this (or any other) flag.
1240          */
1241         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_GRABBED)
1242                 spa_config_exit(spa, zio);
1243
1244         if (zio->io_waiter != NULL) {
1245                 mutex_enter(&zio->io_lock);
1246                 ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DONE);
1247                 zio->io_stalled = zio->io_stage;
1248                 cv_broadcast(&zio->io_cv);
1249                 mutex_exit(&zio->io_lock);
1250         } else {
1251                 mutex_destroy(&zio->io_lock);
1252                 cv_destroy(&zio->io_cv);
1253                 kmem_cache_free(zio_cache, zio);
1254         }
1255
1256         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1257 }
1258
1259 /*
1260  * ==========================================================================
1261  * Compression support
1262  * ==========================================================================
1263  */
1264 static int
1265 zio_write_compress(zio_t *zio)
1266 {
1267         int compress = zio->io_compress;
1268         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1269         void *cbuf;
1270         uint64_t lsize = zio->io_size;
1271         uint64_t csize = lsize;
1272         uint64_t cbufsize = 0;
1273         int pass;
1274
1275         if (bp->blk_birth == zio->io_txg) {
1276                 /*
1277                  * We're rewriting an existing block, which means we're
1278                  * working on behalf of spa_sync().  For spa_sync() to
1279                  * converge, it must eventually be the case that we don't
1280                  * have to allocate new blocks.  But compression changes
1281                  * the blocksize, which forces a reallocate, and makes
1282                  * convergence take longer.  Therefore, after the first
1283                  * few passes, stop compressing to ensure convergence.
1284                  */
1285                 pass = spa_sync_pass(zio->io_spa);
1286                 if (pass > zio_sync_pass.zp_dontcompress)
1287                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1288         } else {
1289                 ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
1290                 pass = 1;
1291         }
1292
1293         if (compress != ZIO_COMPRESS_OFF)
1294                 if (!zio_compress_data(compress, zio->io_data, zio->io_size,
1295                     &cbuf, &csize, &cbufsize))
1296                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1297
1298         if (compress != ZIO_COMPRESS_OFF && csize != 0)
1299                 zio_push_transform(zio, cbuf, csize, cbufsize);
1300
1301         /*
1302          * The final pass of spa_sync() must be all rewrites, but the first
1303          * few passes offer a trade-off: allocating blocks defers convergence,
1304          * but newly allocated blocks are sequential, so they can be written
1305          * to disk faster.  Therefore, we allow the first few passes of
1306          * spa_sync() to reallocate new blocks, but force rewrites after that.
1307          * There should only be a handful of blocks after pass 1 in any case.
1308          */
1309         if (bp->blk_birth == zio->io_txg && BP_GET_PSIZE(bp) == csize &&
1310             pass > zio_sync_pass.zp_rewrite) {
1311                 ASSERT(csize != 0);
1312                 BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1313                 BP_SET_COMPRESS(bp, compress);
1314                 zio->io_pipeline = ZIO_REWRITE_PIPELINE(bp);
1315         } else {
1316                 if (bp->blk_birth == zio->io_txg)
1317                         BP_ZERO(bp);
1318                 if (csize == 0) {
1319                         BP_ZERO(bp);
1320                         zio->io_pipeline = ZIO_WAIT_FOR_CHILDREN_PIPELINE;
1321                 } else {
1322                         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(bp), ==, 0);
1323                         BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1324                         BP_SET_PSIZE(bp, csize);
1325                         BP_SET_COMPRESS(bp, compress);
1326                 }
1327         }
1328
1329         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1330 }
1331
1332 static int
1333 zio_read_decompress(zio_t *zio)
1334 {
1335         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1336         void *data;
1337         uint64_t size;
1338         uint64_t bufsize;
1339         int compress = BP_GET_COMPRESS(bp);
1340
1341         ASSERT(compress != ZIO_COMPRESS_OFF);
1342
1343         zio_pop_transform(zio, &data, &size, &bufsize);
1344
1345         if (zio_decompress_data(compress, data, size,
1346             zio->io_data, zio->io_size))
1347                 zio->io_error = EIO;
1348
1349         zio_buf_free(data, bufsize);
1350
1351         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1352 }
1353
1354 /*
1355  * ==========================================================================
1356  * Gang block support
1357  * ==========================================================================
1358  */
1359 static void
1360 zio_gang_byteswap(zio_t *zio)
1361 {
1362         ASSERT(zio->io_size == SPA_GANGBLOCKSIZE);
1363
1364         if (BP_SHOULD_BYTESWAP(zio->io_bp))
1365                 byteswap_uint64_array(zio->io_data, zio->io_size);
1366 }
1367
1368 static int
1369 zio_get_gang_header(zio_t *zio)
1370 {
1371         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1372         uint64_t gsize = SPA_GANGBLOCKSIZE;
1373         void *gbuf = zio_buf_alloc(gsize);
1374
1375         ASSERT(BP_IS_GANG(bp));
1376
1377         zio_push_transform(zio, gbuf, gsize, gsize);
1378
1379         zio_nowait(zio_create(zio, zio->io_spa, bp->blk_birth, bp, gbuf, gsize,
1380             NULL, NULL, ZIO_TYPE_READ, zio->io_priority,
1381             zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_INHERIT,
1382             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_READ_GANG_PIPELINE));
1383
1384         return (zio_wait_for_children_done(zio));
1385 }
1386
1387 static int
1388 zio_read_gang_members(zio_t *zio)
1389 {
1390         zio_gbh_phys_t *gbh;
1391         uint64_t gsize, gbufsize, loff, lsize;
1392         int i;
1393
1394         ASSERT(BP_IS_GANG(zio->io_bp));
1395
1396         zio_gang_byteswap(zio);
1397         zio_pop_transform(zio, (void **)&gbh, &gsize, &gbufsize);
1398
1399         for (loff = 0, i = 0; loff != zio->io_size; loff += lsize, i++) {
1400                 blkptr_t *gbp = &gbh->zg_blkptr[i];
1401                 lsize = BP_GET_PSIZE(gbp);
1402
1403                 ASSERT(BP_GET_COMPRESS(gbp) == ZIO_COMPRESS_OFF);
1404                 ASSERT3U(lsize, ==, BP_GET_LSIZE(gbp));
1405                 ASSERT3U(loff + lsize, <=, zio->io_size);
1406                 ASSERT(i < SPA_GBH_NBLKPTRS);
1407                 ASSERT(!BP_IS_HOLE(gbp));
1408
1409                 zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, gbp,
1410                     (char *)zio->io_data + loff, lsize,
1411                     NULL, NULL, zio->io_priority,
1412                     zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_INHERIT, &zio->io_bookmark));
1413         }
1414
1415         zio_buf_free(gbh, gbufsize);
1416
1417         return (zio_wait_for_children_done(zio));
1418 }
1419
1420 static int
1421 zio_rewrite_gang_members(zio_t *zio)
1422 {
1423         zio_gbh_phys_t *gbh;
1424         uint64_t gsize, gbufsize, loff, lsize;
1425         int i;
1426
1427         ASSERT(BP_IS_GANG(zio->io_bp));
1428         ASSERT3U(zio->io_size, ==, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1429
1430         zio_gang_byteswap(zio);
1431         zio_pop_transform(zio, (void **)&gbh, &gsize, &gbufsize);
1432
1433         ASSERT(gsize == gbufsize);
1434
1435         for (loff = 0, i = 0; loff != zio->io_size; loff += lsize, i++) {
1436                 blkptr_t *gbp = &gbh->zg_blkptr[i];
1437                 lsize = BP_GET_PSIZE(gbp);
1438
1439                 ASSERT(BP_GET_COMPRESS(gbp) == ZIO_COMPRESS_OFF);
1440                 ASSERT3U(lsize, ==, BP_GET_LSIZE(gbp));
1441                 ASSERT3U(loff + lsize, <=, zio->io_size);
1442                 ASSERT(i < SPA_GBH_NBLKPTRS);
1443                 ASSERT(!BP_IS_HOLE(gbp));
1444
1445                 zio_nowait(zio_rewrite(zio, zio->io_spa, zio->io_checksum,
1446                     zio->io_txg, gbp, (char *)zio->io_data + loff, lsize,
1447                     NULL, NULL, zio->io_priority,
1448                     zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_INHERIT, &zio->io_bookmark));
1449         }
1450
1451         zio_push_transform(zio, gbh, gsize, gbufsize);
1452
1453         return (zio_wait_for_children_ready(zio));
1454 }
1455
1456 static int
1457 zio_free_gang_members(zio_t *zio)
1458 {
1459         zio_gbh_phys_t *gbh;
1460         uint64_t gsize, gbufsize;
1461         int i;
1462
1463         ASSERT(BP_IS_GANG(zio->io_bp));
1464
1465         zio_gang_byteswap(zio);
1466         zio_pop_transform(zio, (void **)&gbh, &gsize, &gbufsize);
1467
1468         for (i = 0; i < SPA_GBH_NBLKPTRS; i++) {
1469                 blkptr_t *gbp = &gbh->zg_blkptr[i];
1470
1471                 if (BP_IS_HOLE(gbp))
1472                         continue;
1473                 zio_nowait(zio_free(zio, zio->io_spa, zio->io_txg,
1474                     gbp, NULL, NULL));
1475         }
1476
1477         zio_buf_free(gbh, gbufsize);
1478
1479         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1480 }
1481
1482 static int
1483 zio_claim_gang_members(zio_t *zio)
1484 {
1485         zio_gbh_phys_t *gbh;
1486         uint64_t gsize, gbufsize;
1487         int i;
1488
1489         ASSERT(BP_IS_GANG(zio->io_bp));
1490
1491         zio_gang_byteswap(zio);
1492         zio_pop_transform(zio, (void **)&gbh, &gsize, &gbufsize);
1493
1494         for (i = 0; i < SPA_GBH_NBLKPTRS; i++) {
1495                 blkptr_t *gbp = &gbh->zg_blkptr[i];
1496                 if (BP_IS_HOLE(gbp))
1497                         continue;
1498                 zio_nowait(zio_claim(zio, zio->io_spa, zio->io_txg,
1499                     gbp, NULL, NULL));
1500         }
1501
1502         zio_buf_free(gbh, gbufsize);
1503
1504         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1505 }
1506
1507 static void
1508 zio_write_allocate_gang_member_done(zio_t *zio)
1509 {
1510         zio_t *pio = zio->io_parent;
1511         dva_t *cdva = zio->io_bp->blk_dva;
1512         dva_t *pdva = pio->io_bp->blk_dva;
1513         uint64_t asize;
1514         int d;
1515
1516         ASSERT3U(pio->io_ndvas, ==, zio->io_ndvas);
1517         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(zio->io_bp), <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1518         ASSERT3U(zio->io_ndvas, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
1519         ASSERT3U(pio->io_ndvas, <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1520
1521         mutex_enter(&pio->io_lock);
1522         for (d = 0; d < BP_GET_NDVAS(pio->io_bp); d++) {
1523                 ASSERT(DVA_GET_GANG(&pdva[d]));
1524                 asize = DVA_GET_ASIZE(&pdva[d]);
1525                 asize += DVA_GET_ASIZE(&cdva[d]);
1526                 DVA_SET_ASIZE(&pdva[d], asize);
1527         }
1528         mutex_exit(&pio->io_lock);
1529 }
1530
1531 static int
1532 zio_write_allocate_gang_members(zio_t *zio, metaslab_class_t *mc)
1533 {
1534         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1535         dva_t *dva = bp->blk_dva;
1536         spa_t *spa = zio->io_spa;
1537         zio_gbh_phys_t *gbh;
1538         uint64_t txg = zio->io_txg;
1539         uint64_t resid = zio->io_size;
1540         uint64_t maxalloc = P2ROUNDUP(zio->io_size >> 1, SPA_MINBLOCKSIZE);
1541         uint64_t gsize, loff, lsize;
1542         uint32_t gbps_left;
1543         int ndvas = zio->io_ndvas;
1544         int gbh_ndvas = MIN(ndvas + 1, spa_max_replication(spa));
1545         int error;
1546         int i, d;
1547
1548         gsize = SPA_GANGBLOCKSIZE;
1549         gbps_left = SPA_GBH_NBLKPTRS;
1550
1551         error = metaslab_alloc(spa, mc, gsize, bp, gbh_ndvas, txg, NULL,
1552             B_FALSE);
1553         if (error) {
1554                 zio->io_error = error;
1555                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1556         }
1557
1558         for (d = 0; d < gbh_ndvas; d++)
1559                 DVA_SET_GANG(&dva[d], 1);
1560
1561         bp->blk_birth = txg;
1562
1563         gbh = zio_buf_alloc(gsize);
1564         bzero(gbh, gsize);
1565
1566         for (loff = 0, i = 0; loff != zio->io_size;
1567             loff += lsize, resid -= lsize, gbps_left--, i++) {
1568                 blkptr_t *gbp = &gbh->zg_blkptr[i];
1569                 dva = gbp->blk_dva;
1570
1571                 ASSERT(gbps_left != 0);
1572                 maxalloc = MIN(maxalloc, resid);
1573
1574                 while (resid <= maxalloc * gbps_left) {
1575                         error = metaslab_alloc(spa, mc, maxalloc, gbp, ndvas,
1576                             txg, bp, B_FALSE);
1577                         if (error == 0)
1578                                 break;
1579                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1580                         /* XXX - free up previous allocations? */
1581                         if (maxalloc == SPA_MINBLOCKSIZE) {
1582                                 zio->io_error = error;
1583                                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1584                         }
1585                         maxalloc = P2ROUNDUP(maxalloc >> 1, SPA_MINBLOCKSIZE);
1586                 }
1587
1588                 if (resid <= maxalloc * gbps_left) {
1589                         lsize = maxalloc;
1590                         BP_SET_LSIZE(gbp, lsize);
1591                         BP_SET_PSIZE(gbp, lsize);
1592                         BP_SET_COMPRESS(gbp, ZIO_COMPRESS_OFF);
1593                         gbp->blk_birth = txg;
1594                         zio_nowait(zio_rewrite(zio, spa,
1595                             zio->io_checksum, txg, gbp,
1596                             (char *)zio->io_data + loff, lsize,
1597                             zio_write_allocate_gang_member_done, NULL,
1598                             zio->io_priority,
1599                             zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_INHERIT,
1600                             &zio->io_bookmark));
1601                 } else {
1602                         lsize = P2ROUNDUP(resid / gbps_left, SPA_MINBLOCKSIZE);
1603                         ASSERT(lsize != SPA_MINBLOCKSIZE);
1604                         zio_nowait(zio_write_allocate(zio, spa,
1605                             zio->io_checksum, txg, gbp,
1606                             (char *)zio->io_data + loff, lsize,
1607                             zio_write_allocate_gang_member_done, NULL,
1608                             zio->io_priority,
1609                             zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_INHERIT));
1610                 }
1611         }
1612
1613         ASSERT(resid == 0 && loff == zio->io_size);
1614
1615         zio->io_pipeline |= 1U << ZIO_STAGE_GANG_CHECKSUM_GENERATE;
1616
1617         zio_push_transform(zio, gbh, gsize, gsize);
1618
1619         /*
1620          * As much as we'd like this to be 'ready' instead of 'done',
1621          * updating our ASIZE doesn't happen until the io_done callback,
1622          * so we have to wait for that to finish in order for our BP
1623          * to be stable.
1624          */
1625         return (zio_wait_for_children_done(zio));
1626 }
1627
1628 /*
1629  * ==========================================================================
1630  * Allocate and free blocks
1631  * ==========================================================================
1632  */
1633 static int
1634 zio_dva_allocate(zio_t *zio)
1635 {
1636         spa_t *spa = zio->io_spa;
1637         metaslab_class_t *mc = spa->spa_normal_class;
1638         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1639         int error;
1640
1641         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
1642         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(bp), ==, 0);
1643         ASSERT3U(zio->io_ndvas, >, 0);
1644         ASSERT3U(zio->io_ndvas, <=, spa_max_replication(spa));
1645
1646         /*
1647          * For testing purposes, we force I/Os to retry. We don't allow
1648          * retries beyond the first pass since those I/Os are non-allocating
1649          * writes.
1650          */
1651         if (zio_io_fail_shift &&
1652             spa_sync_pass(zio->io_spa) <= zio_sync_pass.zp_rewrite &&
1653             zio_io_should_fail(zio_io_fail_shift))
1654                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_WRITE_RETRY;
1655
1656         ASSERT3U(zio->io_size, ==, BP_GET_PSIZE(bp));
1657
1658         error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp, zio->io_ndvas,
1659             zio->io_txg, NULL, B_FALSE);
1660
1661         if (error == 0) {
1662                 bp->blk_birth = zio->io_txg;
1663         } else if (error == ENOSPC && zio->io_size > SPA_MINBLOCKSIZE) {
1664                 return (zio_write_allocate_gang_members(zio, mc));
1665         } else {
1666                 zio->io_error = error;
1667         }
1668
1669         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1670 }
1671
1672 static int
1673 zio_dva_free(zio_t *zio)
1674 {
1675         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1676
1677         metaslab_free(zio->io_spa, bp, zio->io_txg, B_FALSE);
1678
1679         BP_ZERO(bp);
1680
1681         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1682 }
1683
1684 static int
1685 zio_dva_claim(zio_t *zio)
1686 {
1687         zio->io_error = metaslab_claim(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg);
1688
1689         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1690 }
1691
1692 /*
1693  * ==========================================================================
1694  * Read and write to physical devices
1695  * ==========================================================================
1696  */
1697
1698 static int
1699 zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
1700 {
1701         vdev_t *vd = zio->io_vd;
1702         vdev_t *tvd = vd ? vd->vdev_top : NULL;
1703         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1704         uint64_t align;
1705         spa_t *spa = zio->io_spa;
1706
1707         /*
1708          * If the pool is already in a failure state then just suspend
1709          * this IO until the problem is resolved. We will reissue them
1710          * at that time.
1711          */
1712         if (spa_state(spa) == POOL_STATE_IO_FAILURE &&
1713             zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
1714                 return (zio_vdev_suspend_io(zio));
1715
1716         /*
1717          * The mirror_ops handle multiple DVAs in a single BP
1718          */
1719         if (vd == NULL)
1720                 return (vdev_mirror_ops.vdev_op_io_start(zio));
1721
1722         align = 1ULL << tvd->vdev_ashift;
1723
1724         if (zio->io_retries == 0 && vd == tvd)
1725                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_FAILFAST;
1726
1727         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_PHYSICAL) && vd->vdev_children == 0) {
1728                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_PHYSICAL;
1729                 zio->io_offset += VDEV_LABEL_START_SIZE;
1730         }
1731
1732         if (P2PHASE(zio->io_size, align) != 0) {
1733                 uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
1734                 char *abuf = zio_buf_alloc(asize);
1735                 ASSERT(vd == tvd);
1736                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
1737                         bcopy(zio->io_data, abuf, zio->io_size);
1738                         bzero(abuf + zio->io_size, asize - zio->io_size);
1739                 }
1740                 zio_push_transform(zio, abuf, asize, asize);
1741                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SUBBLOCK));
1742                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_SUBBLOCK;
1743         }
1744
1745         ASSERT(P2PHASE(zio->io_offset, align) == 0);
1746         ASSERT(P2PHASE(zio->io_size, align) == 0);
1747         ASSERT(bp == NULL ||
1748             P2ROUNDUP(ZIO_GET_IOSIZE(zio), align) == zio->io_size);
1749         ASSERT(zio->io_type != ZIO_TYPE_WRITE || (spa_mode & FWRITE));
1750
1751         return (vd->vdev_ops->vdev_op_io_start(zio));
1752 }
1753
1754 static int
1755 zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
1756 {
1757         if (zio->io_vd == NULL)
1758                 return (vdev_mirror_ops.vdev_op_io_done(zio));
1759
1760         return (zio->io_vd->vdev_ops->vdev_op_io_done(zio));
1761 }
1762
1763 /* XXPOLICY */
1764 boolean_t
1765 zio_should_retry(zio_t *zio)
1766 {
1767         vdev_t *vd = zio->io_vd;
1768
1769         if (zio->io_error == 0)
1770                 return (B_FALSE);
1771         if (zio->io_delegate_list != NULL)
1772                 return (B_FALSE);
1773         if (vd && vd != vd->vdev_top)
1774                 return (B_FALSE);
1775         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_RETRY)
1776                 return (B_FALSE);
1777         if (zio->io_retries > 0)
1778                 return (B_FALSE);
1779
1780         return (B_TRUE);
1781 }
1782
1783 static int
1784 zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
1785 {
1786         vdev_t *vd = zio->io_vd;
1787         vdev_t *tvd = vd ? vd->vdev_top : NULL;
1788
1789         ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
1790
1791         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_SUBBLOCK) {
1792                 void *abuf;
1793                 uint64_t asize;
1794                 ASSERT(vd == tvd);
1795                 zio_pop_transform(zio, &abuf, &asize, &asize);
1796                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
1797                         bcopy(abuf, zio->io_data, zio->io_size);
1798                 zio_buf_free(abuf, asize);
1799                 zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_SUBBLOCK;
1800         }
1801
1802         if (zio_injection_enabled && !zio->io_error)
1803                 zio->io_error = zio_handle_fault_injection(zio, EIO);
1804
1805         /*
1806          * If the I/O failed, determine whether we should attempt to retry it.
1807          */
1808         /* XXPOLICY */
1809         if (zio_should_retry(zio)) {
1810                 ASSERT(tvd == vd);
1811
1812                 zio->io_retries++;
1813                 zio->io_error = 0;
1814                 zio->io_flags &= ZIO_FLAG_RETRY_INHERIT;
1815                 /* XXPOLICY */
1816                 zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_FAILFAST;
1817                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1818                 zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_START - 1;
1819
1820                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1821         }
1822
1823         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1824 }
1825
1826 void
1827 zio_vdev_io_reissue(zio_t *zio)
1828 {
1829         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
1830         ASSERT(zio->io_error == 0);
1831
1832         zio->io_stage--;
1833 }
1834
1835 void
1836 zio_vdev_io_redone(zio_t *zio)
1837 {
1838         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE);
1839
1840         zio->io_stage--;
1841 }
1842
1843 void
1844 zio_vdev_io_bypass(zio_t *zio)
1845 {
1846         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
1847         ASSERT(zio->io_error == 0);
1848
1849         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_BYPASS;
1850         zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS - 1;
1851 }
1852
1853 /*
1854  * ==========================================================================
1855  * Generate and verify checksums
1856  * ==========================================================================
1857  */
1858 static int
1859 zio_checksum_generate(zio_t *zio)
1860 {
1861         int checksum = zio->io_checksum;
1862         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1863
1864         ASSERT3U(zio->io_size, ==, BP_GET_PSIZE(bp));
1865
1866         BP_SET_CHECKSUM(bp, checksum);
1867         BP_SET_BYTEORDER(bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
1868
1869         zio_checksum(checksum, &bp->blk_cksum, zio->io_data, zio->io_size);
1870
1871         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1872 }
1873
1874 static int
1875 zio_gang_checksum_generate(zio_t *zio)
1876 {
1877         zio_cksum_t zc;
1878         zio_gbh_phys_t *gbh = zio->io_data;
1879
1880         ASSERT(BP_IS_GANG(zio->io_bp));
1881         ASSERT3U(zio->io_size, ==, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1882
1883         zio_set_gang_verifier(zio, &gbh->zg_tail.zbt_cksum);
1884
1885         zio_checksum(ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER, &zc, zio->io_data, zio->io_size);
1886
1887         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1888 }
1889
1890 static int
1891 zio_checksum_verify(zio_t *zio)
1892 {
1893         if (zio->io_bp != NULL) {
1894                 zio->io_error = zio_checksum_error(zio);
1895                 if (zio->io_error && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE))
1896                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_CHECKSUM,
1897                             zio->io_spa, zio->io_vd, zio, 0, 0);
1898         }
1899
1900         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1901 }
1902
1903 /*
1904  * Called by RAID-Z to ensure we don't compute the checksum twice.
1905  */
1906 void
1907 zio_checksum_verified(zio_t *zio)
1908 {
1909         zio->io_pipeline &= ~(1U << ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY);
1910 }
1911
1912 /*
1913  * Set the external verifier for a gang block based on stuff in the bp
1914  */
1915 void
1916 zio_set_gang_verifier(zio_t *zio, zio_cksum_t *zcp)
1917 {
1918         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1919
1920         zcp->zc_word[0] = DVA_GET_VDEV(BP_IDENTITY(bp));
1921         zcp->zc_word[1] = DVA_GET_OFFSET(BP_IDENTITY(bp));
1922         zcp->zc_word[2] = bp->blk_birth;
1923         zcp->zc_word[3] = 0;
1924 }
1925
1926 /*
1927  * ==========================================================================
1928  * Define the pipeline
1929  * ==========================================================================
1930  */
1931 typedef int zio_pipe_stage_t(zio_t *zio);
1932
1933 zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[ZIO_STAGE_DONE + 2] = {
1934         NULL,
1935         zio_wait_for_children_ready,
1936         zio_read_init,
1937         zio_issue_async,
1938         zio_write_compress,
1939         zio_checksum_generate,
1940         zio_get_gang_header,
1941         zio_rewrite_gang_members,
1942         zio_free_gang_members,
1943         zio_claim_gang_members,
1944         zio_dva_allocate,
1945         zio_dva_free,
1946         zio_dva_claim,
1947         zio_gang_checksum_generate,
1948         zio_ready,
1949         zio_vdev_io_start,
1950         zio_vdev_io_done,
1951         zio_vdev_io_assess,
1952         zio_wait_for_children_done,
1953         zio_checksum_verify,
1954         zio_read_gang_members,
1955         zio_read_decompress,
1956         zio_assess,
1957         zio_done,
1958         NULL
1959 };
1960
1961 /*
1962  * Execute the I/O pipeline until one of the following occurs:
1963  * (1) the I/O completes; (2) the pipeline stalls waiting for
1964  * dependent child I/Os; (3) the I/O issues, so we're waiting
1965  * for an I/O completion interrupt; (4) the I/O is delegated by
1966  * vdev-level caching or aggregation; (5) the I/O is deferred
1967  * due to vdev-level queueing; (6) the I/O is handed off to
1968  * another thread.  In all cases, the pipeline stops whenever
1969  * there's no CPU work; it never burns a thread in cv_wait().
1970  *
1971  * There's no locking on io_stage because there's no legitimate way
1972  * for multiple threads to be attempting to process the same I/O.
1973  */
1974 void
1975 zio_execute(zio_t *zio)
1976 {
1977         while (zio->io_stage < ZIO_STAGE_DONE) {
1978                 uint32_t pipeline = zio->io_pipeline;
1979                 int rv;
1980
1981                 ASSERT(!MUTEX_HELD(&zio->io_lock));
1982
1983                 /*
1984                  * If an error occurred outside the vdev stack,
1985                  * just execute the interlock stages to clean up.
1986                  */
1987                 if (zio->io_error &&
1988                     ((1U << zio->io_stage) & ZIO_VDEV_IO_STAGES) == 0)
1989                         pipeline &= ZIO_ERROR_PIPELINE_MASK;
1990
1991                 while (((1U << ++zio->io_stage) & pipeline) == 0)
1992                         continue;
1993
1994                 ASSERT(zio->io_stage <= ZIO_STAGE_DONE);
1995                 ASSERT(zio->io_stalled == 0);
1996
1997                 rv = zio_pipeline[zio->io_stage](zio);
1998
1999                 if (rv == ZIO_PIPELINE_STOP)
2000                         return;
2001
2002                 ASSERT(rv == ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2003         }
2004 }
2005
2006 static boolean_t
2007 zio_io_should_fail(uint16_t range)
2008 {
2009         static uint16_t allocs = 0;
2010
2011         return (P2PHASE(allocs++, 1U<<range) == 0);
2012 }
2013
2014 /*
2015  * Try to allocate an intent log block.  Return 0 on success, errno on failure.
2016  */
2017 int
2018 zio_alloc_blk(spa_t *spa, uint64_t size, blkptr_t *new_bp, blkptr_t *old_bp,
2019     uint64_t txg)
2020 {
2021         int error;
2022
2023         spa_config_enter(spa, RW_READER, FTAG);
2024
2025         if (zio_zil_fail_shift && zio_io_should_fail(zio_zil_fail_shift)) {
2026                 spa_config_exit(spa, FTAG);
2027                 return (ENOSPC);
2028         }
2029
2030         /*
2031          * We were passed the previous log block's DVA in bp->blk_dva[0].
2032          * We use that as a hint for which vdev to allocate from next.
2033          */
2034         error = metaslab_alloc(spa, spa->spa_log_class, size,
2035             new_bp, 1, txg, old_bp, B_TRUE);
2036
2037         if (error)
2038                 error = metaslab_alloc(spa, spa->spa_normal_class, size,
2039                     new_bp, 1, txg, old_bp, B_TRUE);
2040
2041         if (error == 0) {
2042                 BP_SET_LSIZE(new_bp, size);
2043                 BP_SET_PSIZE(new_bp, size);
2044                 BP_SET_COMPRESS(new_bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
2045                 BP_SET_CHECKSUM(new_bp, ZIO_CHECKSUM_ZILOG);
2046                 BP_SET_TYPE(new_bp, DMU_OT_INTENT_LOG);
2047                 BP_SET_LEVEL(new_bp, 0);
2048                 BP_SET_BYTEORDER(new_bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
2049                 new_bp->blk_birth = txg;
2050         }
2051
2052         spa_config_exit(spa, FTAG);
2053
2054         return (error);
2055 }
2056
2057 /*
2058  * Free an intent log block.  We know it can't be a gang block, so there's
2059  * nothing to do except metaslab_free() it.
2060  */
2061 void
2062 zio_free_blk(spa_t *spa, blkptr_t *bp, uint64_t txg)
2063 {
2064         ASSERT(!BP_IS_GANG(bp));
2065
2066         spa_config_enter(spa, RW_READER, FTAG);
2067
2068         metaslab_free(spa, bp, txg, B_FALSE);
2069
2070         spa_config_exit(spa, FTAG);
2071 }
2072
2073 /*
2074  * start an async flush of the write cache for this vdev
2075  */
2076 void
2077 zio_flush(zio_t *zio, vdev_t *vd)
2078 {
2079         zio_nowait(zio_ioctl(zio, zio->io_spa, vd, DKIOCFLUSHWRITECACHE,
2080             NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_NOW,
2081             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_RETRY));
2082 }