0622553f5f23a32ba069420508755d66094274ec
[zfs.git] / module / zfs / zio.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2012 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2011 Nexenta Systems, Inc. All rights reserved.
25  */
26
27 #include <sys/zfs_context.h>
28 #include <sys/fm/fs/zfs.h>
29 #include <sys/spa.h>
30 #include <sys/txg.h>
31 #include <sys/spa_impl.h>
32 #include <sys/vdev_impl.h>
33 #include <sys/zio_impl.h>
34 #include <sys/zio_compress.h>
35 #include <sys/zio_checksum.h>
36 #include <sys/dmu_objset.h>
37 #include <sys/arc.h>
38 #include <sys/ddt.h>
39
40 /*
41  * ==========================================================================
42  * I/O priority table
43  * ==========================================================================
44  */
45 uint8_t zio_priority_table[ZIO_PRIORITY_TABLE_SIZE] = {
46         0,      /* ZIO_PRIORITY_NOW             */
47         0,      /* ZIO_PRIORITY_SYNC_READ       */
48         0,      /* ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE      */
49         0,      /* ZIO_PRIORITY_LOG_WRITE       */
50         1,      /* ZIO_PRIORITY_CACHE_FILL      */
51         1,      /* ZIO_PRIORITY_AGG             */
52         4,      /* ZIO_PRIORITY_FREE            */
53         4,      /* ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE     */
54         6,      /* ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ      */
55         10,     /* ZIO_PRIORITY_RESILVER        */
56         20,     /* ZIO_PRIORITY_SCRUB           */
57         2,      /* ZIO_PRIORITY_DDT_PREFETCH    */
58 };
59
60 /*
61  * ==========================================================================
62  * I/O type descriptions
63  * ==========================================================================
64  */
65 char *zio_type_name[ZIO_TYPES] = {
66         "z_null", "z_rd", "z_wr", "z_fr", "z_cl", "z_ioctl"
67 };
68
69 /*
70  * ==========================================================================
71  * I/O kmem caches
72  * ==========================================================================
73  */
74 kmem_cache_t *zio_cache;
75 kmem_cache_t *zio_link_cache;
76 kmem_cache_t *zio_vdev_cache;
77 kmem_cache_t *zio_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
78 kmem_cache_t *zio_data_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
79 int zio_bulk_flags = 0;
80 int zio_delay_max = ZIO_DELAY_MAX;
81
82 #ifdef _KERNEL
83 extern vmem_t *zio_alloc_arena;
84 #endif
85 extern int zfs_mg_alloc_failures;
86
87 /*
88  * An allocating zio is one that either currently has the DVA allocate
89  * stage set or will have it later in its lifetime.
90  */
91 #define IO_IS_ALLOCATING(zio) ((zio)->io_orig_pipeline & ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE)
92
93 int zio_requeue_io_start_cut_in_line = 1;
94
95 #ifdef ZFS_DEBUG
96 int zio_buf_debug_limit = 16384;
97 #else
98 int zio_buf_debug_limit = 0;
99 #endif
100
101 static inline void __zio_execute(zio_t *zio);
102
103 static int
104 zio_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
105 {
106         zio_t *zio = arg;
107
108         bzero(zio, sizeof (zio_t));
109
110         mutex_init(&zio->io_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
111         cv_init(&zio->io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
112
113         list_create(&zio->io_parent_list, sizeof (zio_link_t),
114             offsetof(zio_link_t, zl_parent_node));
115         list_create(&zio->io_child_list, sizeof (zio_link_t),
116             offsetof(zio_link_t, zl_child_node));
117
118         return (0);
119 }
120
121 static void
122 zio_dest(void *arg, void *unused)
123 {
124         zio_t *zio = arg;
125
126         mutex_destroy(&zio->io_lock);
127         cv_destroy(&zio->io_cv);
128         list_destroy(&zio->io_parent_list);
129         list_destroy(&zio->io_child_list);
130 }
131
132 void
133 zio_init(void)
134 {
135         size_t c;
136         vmem_t *data_alloc_arena = NULL;
137
138 #ifdef _KERNEL
139         data_alloc_arena = zio_alloc_arena;
140 #endif
141         zio_cache = kmem_cache_create("zio_cache", sizeof (zio_t), 0,
142             zio_cons, zio_dest, NULL, NULL, NULL, KMC_KMEM);
143         zio_link_cache = kmem_cache_create("zio_link_cache",
144             sizeof (zio_link_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, KMC_KMEM);
145         zio_vdev_cache = kmem_cache_create("zio_vdev_cache", sizeof(vdev_io_t),
146             PAGESIZE, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, KMC_VMEM);
147
148         /*
149          * For small buffers, we want a cache for each multiple of
150          * SPA_MINBLOCKSIZE.  For medium-size buffers, we want a cache
151          * for each quarter-power of 2.  For large buffers, we want
152          * a cache for each multiple of PAGESIZE.
153          */
154         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
155                 size_t size = (c + 1) << SPA_MINBLOCKSHIFT;
156                 size_t p2 = size;
157                 size_t align = 0;
158
159                 while (p2 & (p2 - 1))
160                         p2 &= p2 - 1;
161
162                 if (size <= 4 * SPA_MINBLOCKSIZE) {
163                         align = SPA_MINBLOCKSIZE;
164                 } else if (P2PHASE(size, PAGESIZE) == 0) {
165                         align = PAGESIZE;
166                 } else if (P2PHASE(size, p2 >> 2) == 0) {
167                         align = p2 >> 2;
168                 }
169
170                 if (align != 0) {
171                         char name[36];
172                         int flags = zio_bulk_flags;
173
174                         /*
175                          * The smallest buffers (512b) are heavily used and
176                          * experience a lot of churn.  The slabs allocated
177                          * for them are also relatively small (32K).  Thus
178                          * in over to avoid expensive calls to vmalloc() we
179                          * make an exception to the usual slab allocation
180                          * policy and force these buffers to be kmem backed.
181                          */
182                         if (size == (1 << SPA_MINBLOCKSHIFT))
183                                 flags |= KMC_KMEM;
184
185                         (void) sprintf(name, "zio_buf_%lu", (ulong_t)size);
186                         zio_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
187                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, flags);
188
189                         (void) sprintf(name, "zio_data_buf_%lu", (ulong_t)size);
190                         zio_data_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
191                             align, NULL, NULL, NULL, NULL,
192                             data_alloc_arena, flags);
193                 }
194         }
195
196         while (--c != 0) {
197                 ASSERT(zio_buf_cache[c] != NULL);
198                 if (zio_buf_cache[c - 1] == NULL)
199                         zio_buf_cache[c - 1] = zio_buf_cache[c];
200
201                 ASSERT(zio_data_buf_cache[c] != NULL);
202                 if (zio_data_buf_cache[c - 1] == NULL)
203                         zio_data_buf_cache[c - 1] = zio_data_buf_cache[c];
204         }
205
206         /*
207          * The zio write taskqs have 1 thread per cpu, allow 1/2 of the taskqs
208          * to fail 3 times per txg or 8 failures, whichever is greater.
209          */
210         zfs_mg_alloc_failures = MAX((3 * max_ncpus / 2), 8);
211
212         zio_inject_init();
213
214         lz4_init();
215 }
216
217 void
218 zio_fini(void)
219 {
220         size_t c;
221         kmem_cache_t *last_cache = NULL;
222         kmem_cache_t *last_data_cache = NULL;
223
224         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
225                 if (zio_buf_cache[c] != last_cache) {
226                         last_cache = zio_buf_cache[c];
227                         kmem_cache_destroy(zio_buf_cache[c]);
228                 }
229                 zio_buf_cache[c] = NULL;
230
231                 if (zio_data_buf_cache[c] != last_data_cache) {
232                         last_data_cache = zio_data_buf_cache[c];
233                         kmem_cache_destroy(zio_data_buf_cache[c]);
234                 }
235                 zio_data_buf_cache[c] = NULL;
236         }
237
238         kmem_cache_destroy(zio_vdev_cache);
239         kmem_cache_destroy(zio_link_cache);
240         kmem_cache_destroy(zio_cache);
241
242         zio_inject_fini();
243
244         lz4_fini();
245 }
246
247 /*
248  * ==========================================================================
249  * Allocate and free I/O buffers
250  * ==========================================================================
251  */
252
253 /*
254  * Use zio_buf_alloc to allocate ZFS metadata.  This data will appear in a
255  * crashdump if the kernel panics, so use it judiciously.  Obviously, it's
256  * useful to inspect ZFS metadata, but if possible, we should avoid keeping
257  * excess / transient data in-core during a crashdump.
258  */
259 void *
260 zio_buf_alloc(size_t size)
261 {
262         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
263
264         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
265
266         return (kmem_cache_alloc(zio_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE | KM_NODEBUG));
267 }
268
269 /*
270  * Use zio_data_buf_alloc to allocate data.  The data will not appear in a
271  * crashdump if the kernel panics.  This exists so that we will limit the amount
272  * of ZFS data that shows up in a kernel crashdump.  (Thus reducing the amount
273  * of kernel heap dumped to disk when the kernel panics)
274  */
275 void *
276 zio_data_buf_alloc(size_t size)
277 {
278         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
279
280         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
281
282         return (kmem_cache_alloc(zio_data_buf_cache[c],
283             KM_PUSHPAGE | KM_NODEBUG));
284 }
285
286 void
287 zio_buf_free(void *buf, size_t size)
288 {
289         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
290
291         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
292
293         kmem_cache_free(zio_buf_cache[c], buf);
294 }
295
296 void
297 zio_data_buf_free(void *buf, size_t size)
298 {
299         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
300
301         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
302
303         kmem_cache_free(zio_data_buf_cache[c], buf);
304 }
305
306 /*
307  * Dedicated I/O buffers to ensure that memory fragmentation never prevents
308  * or significantly delays the issuing of a zio.   These buffers are used
309  * to aggregate I/O and could be used for raidz stripes.
310  */
311 void *
312 zio_vdev_alloc(void)
313 {
314         return (kmem_cache_alloc(zio_vdev_cache, KM_PUSHPAGE));
315 }
316
317 void
318 zio_vdev_free(void *buf)
319 {
320         kmem_cache_free(zio_vdev_cache, buf);
321
322 }
323
324 /*
325  * ==========================================================================
326  * Push and pop I/O transform buffers
327  * ==========================================================================
328  */
329 static void
330 zio_push_transform(zio_t *zio, void *data, uint64_t size, uint64_t bufsize,
331         zio_transform_func_t *transform)
332 {
333         zio_transform_t *zt = kmem_alloc(sizeof (zio_transform_t), KM_PUSHPAGE);
334
335         zt->zt_orig_data = zio->io_data;
336         zt->zt_orig_size = zio->io_size;
337         zt->zt_bufsize = bufsize;
338         zt->zt_transform = transform;
339
340         zt->zt_next = zio->io_transform_stack;
341         zio->io_transform_stack = zt;
342
343         zio->io_data = data;
344         zio->io_size = size;
345 }
346
347 static void
348 zio_pop_transforms(zio_t *zio)
349 {
350         zio_transform_t *zt;
351
352         while ((zt = zio->io_transform_stack) != NULL) {
353                 if (zt->zt_transform != NULL)
354                         zt->zt_transform(zio,
355                             zt->zt_orig_data, zt->zt_orig_size);
356
357                 if (zt->zt_bufsize != 0)
358                         zio_buf_free(zio->io_data, zt->zt_bufsize);
359
360                 zio->io_data = zt->zt_orig_data;
361                 zio->io_size = zt->zt_orig_size;
362                 zio->io_transform_stack = zt->zt_next;
363
364                 kmem_free(zt, sizeof (zio_transform_t));
365         }
366 }
367
368 /*
369  * ==========================================================================
370  * I/O transform callbacks for subblocks and decompression
371  * ==========================================================================
372  */
373 static void
374 zio_subblock(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
375 {
376         ASSERT(zio->io_size > size);
377
378         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
379                 bcopy(zio->io_data, data, size);
380 }
381
382 static void
383 zio_decompress(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
384 {
385         if (zio->io_error == 0 &&
386             zio_decompress_data(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp),
387             zio->io_data, data, zio->io_size, size) != 0)
388                 zio->io_error = EIO;
389 }
390
391 /*
392  * ==========================================================================
393  * I/O parent/child relationships and pipeline interlocks
394  * ==========================================================================
395  */
396 /*
397  * NOTE - Callers to zio_walk_parents() and zio_walk_children must
398  *        continue calling these functions until they return NULL.
399  *        Otherwise, the next caller will pick up the list walk in
400  *        some indeterminate state.  (Otherwise every caller would
401  *        have to pass in a cookie to keep the state represented by
402  *        io_walk_link, which gets annoying.)
403  */
404 zio_t *
405 zio_walk_parents(zio_t *cio)
406 {
407         zio_link_t *zl = cio->io_walk_link;
408         list_t *pl = &cio->io_parent_list;
409
410         zl = (zl == NULL) ? list_head(pl) : list_next(pl, zl);
411         cio->io_walk_link = zl;
412
413         if (zl == NULL)
414                 return (NULL);
415
416         ASSERT(zl->zl_child == cio);
417         return (zl->zl_parent);
418 }
419
420 zio_t *
421 zio_walk_children(zio_t *pio)
422 {
423         zio_link_t *zl = pio->io_walk_link;
424         list_t *cl = &pio->io_child_list;
425
426         zl = (zl == NULL) ? list_head(cl) : list_next(cl, zl);
427         pio->io_walk_link = zl;
428
429         if (zl == NULL)
430                 return (NULL);
431
432         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
433         return (zl->zl_child);
434 }
435
436 zio_t *
437 zio_unique_parent(zio_t *cio)
438 {
439         zio_t *pio = zio_walk_parents(cio);
440
441         VERIFY(zio_walk_parents(cio) == NULL);
442         return (pio);
443 }
444
445 void
446 zio_add_child(zio_t *pio, zio_t *cio)
447 {
448         zio_link_t *zl = kmem_cache_alloc(zio_link_cache, KM_PUSHPAGE);
449         int w;
450
451         /*
452          * Logical I/Os can have logical, gang, or vdev children.
453          * Gang I/Os can have gang or vdev children.
454          * Vdev I/Os can only have vdev children.
455          * The following ASSERT captures all of these constraints.
456          */
457         ASSERT(cio->io_child_type <= pio->io_child_type);
458
459         zl->zl_parent = pio;
460         zl->zl_child = cio;
461
462         mutex_enter(&cio->io_lock);
463         mutex_enter(&pio->io_lock);
464
465         ASSERT(pio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] == 0);
466
467         for (w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
468                 pio->io_children[cio->io_child_type][w] += !cio->io_state[w];
469
470         list_insert_head(&pio->io_child_list, zl);
471         list_insert_head(&cio->io_parent_list, zl);
472
473         pio->io_child_count++;
474         cio->io_parent_count++;
475
476         mutex_exit(&pio->io_lock);
477         mutex_exit(&cio->io_lock);
478 }
479
480 static void
481 zio_remove_child(zio_t *pio, zio_t *cio, zio_link_t *zl)
482 {
483         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
484         ASSERT(zl->zl_child == cio);
485
486         mutex_enter(&cio->io_lock);
487         mutex_enter(&pio->io_lock);
488
489         list_remove(&pio->io_child_list, zl);
490         list_remove(&cio->io_parent_list, zl);
491
492         pio->io_child_count--;
493         cio->io_parent_count--;
494
495         mutex_exit(&pio->io_lock);
496         mutex_exit(&cio->io_lock);
497
498         kmem_cache_free(zio_link_cache, zl);
499 }
500
501 static boolean_t
502 zio_wait_for_children(zio_t *zio, enum zio_child child, enum zio_wait_type wait)
503 {
504         uint64_t *countp = &zio->io_children[child][wait];
505         boolean_t waiting = B_FALSE;
506
507         mutex_enter(&zio->io_lock);
508         ASSERT(zio->io_stall == NULL);
509         if (*countp != 0) {
510                 zio->io_stage >>= 1;
511                 zio->io_stall = countp;
512                 waiting = B_TRUE;
513         }
514         mutex_exit(&zio->io_lock);
515
516         return (waiting);
517 }
518
519 __attribute__((always_inline))
520 static inline void
521 zio_notify_parent(zio_t *pio, zio_t *zio, enum zio_wait_type wait)
522 {
523         uint64_t *countp = &pio->io_children[zio->io_child_type][wait];
524         int *errorp = &pio->io_child_error[zio->io_child_type];
525
526         mutex_enter(&pio->io_lock);
527         if (zio->io_error && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))
528                 *errorp = zio_worst_error(*errorp, zio->io_error);
529         pio->io_reexecute |= zio->io_reexecute;
530         ASSERT3U(*countp, >, 0);
531         if (--*countp == 0 && pio->io_stall == countp) {
532                 pio->io_stall = NULL;
533                 mutex_exit(&pio->io_lock);
534                 __zio_execute(pio);
535         } else {
536                 mutex_exit(&pio->io_lock);
537         }
538 }
539
540 static void
541 zio_inherit_child_errors(zio_t *zio, enum zio_child c)
542 {
543         if (zio->io_child_error[c] != 0 && zio->io_error == 0)
544                 zio->io_error = zio->io_child_error[c];
545 }
546
547 /*
548  * ==========================================================================
549  * Create the various types of I/O (read, write, free, etc)
550  * ==========================================================================
551  */
552 static zio_t *
553 zio_create(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
554     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
555     zio_type_t type, int priority, enum zio_flag flags,
556     vdev_t *vd, uint64_t offset, const zbookmark_t *zb,
557     enum zio_stage stage, enum zio_stage pipeline)
558 {
559         zio_t *zio;
560
561         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
562         ASSERT(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
563         ASSERT(P2PHASE(offset, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
564
565         ASSERT(!vd || spa_config_held(spa, SCL_STATE_ALL, RW_READER));
566         ASSERT(!bp || !(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER));
567         ASSERT(vd || stage == ZIO_STAGE_OPEN);
568
569         zio = kmem_cache_alloc(zio_cache, KM_PUSHPAGE);
570
571         if (vd != NULL)
572                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_VDEV;
573         else if (flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD)
574                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_GANG;
575         else if (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD)
576                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_DDT;
577         else
578                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_LOGICAL;
579
580         if (bp != NULL) {
581                 zio->io_logical = NULL;
582                 zio->io_bp = (blkptr_t *)bp;
583                 zio->io_bp_copy = *bp;
584                 zio->io_bp_orig = *bp;
585                 if (type != ZIO_TYPE_WRITE ||
586                     zio->io_child_type == ZIO_CHILD_DDT)
587                         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;  /* so caller can free */
588                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
589                         zio->io_logical = zio;
590                 if (zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG && BP_IS_GANG(bp))
591                         pipeline |= ZIO_GANG_STAGES;
592         } else {
593                 zio->io_logical = NULL;
594                 zio->io_bp = NULL;
595                 bzero(&zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t));
596                 bzero(&zio->io_bp_orig, sizeof (blkptr_t));
597         }
598
599         zio->io_spa = spa;
600         zio->io_txg = txg;
601         zio->io_ready = NULL;
602         zio->io_done = done;
603         zio->io_private = private;
604         zio->io_prev_space_delta = 0;
605         zio->io_type = type;
606         zio->io_priority = priority;
607         zio->io_vd = vd;
608         zio->io_vsd = NULL;
609         zio->io_vsd_ops = NULL;
610         zio->io_offset = offset;
611         zio->io_deadline = 0;
612         zio->io_orig_data = zio->io_data = data;
613         zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
614         zio->io_orig_flags = zio->io_flags = flags;
615         zio->io_orig_stage = zio->io_stage = stage;
616         zio->io_orig_pipeline = zio->io_pipeline = pipeline;
617         bzero(&zio->io_prop, sizeof (zio_prop_t));
618         zio->io_cmd = 0;
619         zio->io_reexecute = 0;
620         zio->io_bp_override = NULL;
621         zio->io_walk_link = NULL;
622         zio->io_transform_stack = NULL;
623         zio->io_delay = 0;
624         zio->io_error = 0;
625         zio->io_child_count = 0;
626         zio->io_parent_count = 0;
627         zio->io_stall = NULL;
628         zio->io_gang_leader = NULL;
629         zio->io_gang_tree = NULL;
630         zio->io_executor = NULL;
631         zio->io_waiter = NULL;
632         zio->io_cksum_report = NULL;
633         zio->io_ena = 0;
634         bzero(zio->io_child_error, sizeof (int) * ZIO_CHILD_TYPES);
635         bzero(zio->io_children,
636             sizeof (uint64_t) * ZIO_CHILD_TYPES * ZIO_WAIT_TYPES);
637         bzero(&zio->io_bookmark, sizeof (zbookmark_t));
638
639         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = (stage >= ZIO_STAGE_READY);
640         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = (stage >= ZIO_STAGE_DONE);
641
642         if (zb != NULL)
643                 zio->io_bookmark = *zb;
644
645         if (pio != NULL) {
646                 if (zio->io_logical == NULL)
647                         zio->io_logical = pio->io_logical;
648                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG)
649                         zio->io_gang_leader = pio->io_gang_leader;
650                 zio_add_child(pio, zio);
651         }
652
653         taskq_init_ent(&zio->io_tqent);
654
655         return (zio);
656 }
657
658 static void
659 zio_destroy(zio_t *zio)
660 {
661         kmem_cache_free(zio_cache, zio);
662 }
663
664 zio_t *
665 zio_null(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, zio_done_func_t *done,
666     void *private, enum zio_flag flags)
667 {
668         zio_t *zio;
669
670         zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
671             ZIO_TYPE_NULL, ZIO_PRIORITY_NOW, flags, vd, 0, NULL,
672             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_INTERLOCK_PIPELINE);
673
674         return (zio);
675 }
676
677 zio_t *
678 zio_root(spa_t *spa, zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
679 {
680         return (zio_null(NULL, spa, NULL, done, private, flags));
681 }
682
683 zio_t *
684 zio_read(zio_t *pio, spa_t *spa, const blkptr_t *bp,
685     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
686     int priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_t *zb)
687 {
688         zio_t *zio;
689
690         zio = zio_create(pio, spa, BP_PHYSICAL_BIRTH(bp), bp,
691             data, size, done, private,
692             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, NULL, 0, zb,
693             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
694             ZIO_DDT_CHILD_READ_PIPELINE : ZIO_READ_PIPELINE);
695
696         return (zio);
697 }
698
699 zio_t *
700 zio_write(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp,
701     void *data, uint64_t size, const zio_prop_t *zp,
702     zio_done_func_t *ready, zio_done_func_t *done, void *private,
703     int priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_t *zb)
704 {
705         zio_t *zio;
706
707         ASSERT(zp->zp_checksum >= ZIO_CHECKSUM_OFF &&
708             zp->zp_checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS &&
709             zp->zp_compress >= ZIO_COMPRESS_OFF &&
710             zp->zp_compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS &&
711             DMU_OT_IS_VALID(zp->zp_type) &&
712             zp->zp_level < 32 &&
713             zp->zp_copies > 0 &&
714             zp->zp_copies <= spa_max_replication(spa) &&
715             zp->zp_dedup <= 1 &&
716             zp->zp_dedup_verify <= 1);
717
718         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
719             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
720             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
721             ZIO_DDT_CHILD_WRITE_PIPELINE : ZIO_WRITE_PIPELINE);
722
723         zio->io_ready = ready;
724         zio->io_prop = *zp;
725
726         return (zio);
727 }
728
729 zio_t *
730 zio_rewrite(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp, void *data,
731     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private, int priority,
732     enum zio_flag flags, zbookmark_t *zb)
733 {
734         zio_t *zio;
735
736         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
737             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
738             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_REWRITE_PIPELINE);
739
740         return (zio);
741 }
742
743 void
744 zio_write_override(zio_t *zio, blkptr_t *bp, int copies)
745 {
746         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
747         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
748         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
749         ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(zio->io_spa));
750
751         zio->io_prop.zp_copies = copies;
752         zio->io_bp_override = bp;
753 }
754
755 void
756 zio_free(spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp)
757 {
758         bplist_append(&spa->spa_free_bplist[txg & TXG_MASK], bp);
759 }
760
761 zio_t *
762 zio_free_sync(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
763     enum zio_flag flags)
764 {
765         zio_t *zio;
766
767         dprintf_bp(bp, "freeing in txg %llu, pass %u",
768             (longlong_t)txg, spa->spa_sync_pass);
769
770         ASSERT(!BP_IS_HOLE(bp));
771         ASSERT(spa_syncing_txg(spa) == txg);
772         ASSERT(spa_sync_pass(spa) <= SYNC_PASS_DEFERRED_FREE);
773
774         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
775             NULL, NULL, ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_FREE, flags,
776             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_FREE_PIPELINE);
777
778         return (zio);
779 }
780
781 zio_t *
782 zio_claim(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
783     zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
784 {
785         zio_t *zio;
786
787         /*
788          * A claim is an allocation of a specific block.  Claims are needed
789          * to support immediate writes in the intent log.  The issue is that
790          * immediate writes contain committed data, but in a txg that was
791          * *not* committed.  Upon opening the pool after an unclean shutdown,
792          * the intent log claims all blocks that contain immediate write data
793          * so that the SPA knows they're in use.
794          *
795          * All claims *must* be resolved in the first txg -- before the SPA
796          * starts allocating blocks -- so that nothing is allocated twice.
797          * If txg == 0 we just verify that the block is claimable.
798          */
799         ASSERT3U(spa->spa_uberblock.ub_rootbp.blk_birth, <, spa_first_txg(spa));
800         ASSERT(txg == spa_first_txg(spa) || txg == 0);
801         ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp) || !spa_writeable(spa));       /* zdb(1M) */
802
803         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
804             done, private, ZIO_TYPE_CLAIM, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
805             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_CLAIM_PIPELINE);
806
807         return (zio);
808 }
809
810 zio_t *
811 zio_ioctl(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, int cmd,
812     zio_done_func_t *done, void *private, int priority, enum zio_flag flags)
813 {
814         zio_t *zio;
815         int c;
816
817         if (vd->vdev_children == 0) {
818                 zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
819                     ZIO_TYPE_IOCTL, priority, flags, vd, 0, NULL,
820                     ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_IOCTL_PIPELINE);
821
822                 zio->io_cmd = cmd;
823         } else {
824                 zio = zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, flags);
825
826                 for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
827                         zio_nowait(zio_ioctl(zio, spa, vd->vdev_child[c], cmd,
828                             done, private, priority, flags));
829         }
830
831         return (zio);
832 }
833
834 zio_t *
835 zio_read_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
836     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
837     int priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
838 {
839         zio_t *zio;
840
841         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
842         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
843             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
844         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
845
846         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
847             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, vd, offset, NULL,
848             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_READ_PHYS_PIPELINE);
849
850         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
851
852         return (zio);
853 }
854
855 zio_t *
856 zio_write_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
857     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
858     int priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
859 {
860         zio_t *zio;
861
862         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
863         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
864             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
865         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
866
867         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
868             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, vd, offset, NULL,
869             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_WRITE_PHYS_PIPELINE);
870
871         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
872
873         if (zio_checksum_table[checksum].ci_eck) {
874                 /*
875                  * zec checksums are necessarily destructive -- they modify
876                  * the end of the write buffer to hold the verifier/checksum.
877                  * Therefore, we must make a local copy in case the data is
878                  * being written to multiple places in parallel.
879                  */
880                 void *wbuf = zio_buf_alloc(size);
881                 bcopy(data, wbuf, size);
882                 zio_push_transform(zio, wbuf, size, size, NULL);
883         }
884
885         return (zio);
886 }
887
888 /*
889  * Create a child I/O to do some work for us.
890  */
891 zio_t *
892 zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
893         void *data, uint64_t size, int type, int priority, enum zio_flag flags,
894         zio_done_func_t *done, void *private)
895 {
896         enum zio_stage pipeline = ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE;
897         zio_t *zio;
898
899         ASSERT(vd->vdev_parent ==
900             (pio->io_vd ? pio->io_vd : pio->io_spa->spa_root_vdev));
901
902         if (type == ZIO_TYPE_READ && bp != NULL) {
903                 /*
904                  * If we have the bp, then the child should perform the
905                  * checksum and the parent need not.  This pushes error
906                  * detection as close to the leaves as possible and
907                  * eliminates redundant checksums in the interior nodes.
908                  */
909                 pipeline |= ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
910                 pio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
911         }
912
913         if (vd->vdev_children == 0)
914                 offset += VDEV_LABEL_START_SIZE;
915
916         flags |= ZIO_VDEV_CHILD_FLAGS(pio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
917
918         /*
919          * If we've decided to do a repair, the write is not speculative --
920          * even if the original read was.
921          */
922         if (flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)
923                 flags &= ~ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
924
925         zio = zio_create(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp, data, size,
926             done, private, type, priority, flags, vd, offset, &pio->io_bookmark,
927             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, pipeline);
928
929         return (zio);
930 }
931
932 zio_t *
933 zio_vdev_delegated_io(vdev_t *vd, uint64_t offset, void *data, uint64_t size,
934         int type, int priority, enum zio_flag flags,
935         zio_done_func_t *done, void *private)
936 {
937         zio_t *zio;
938
939         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
940
941         zio = zio_create(NULL, vd->vdev_spa, 0, NULL,
942             data, size, done, private, type, priority,
943             flags | ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_RETRY,
944             vd, offset, NULL,
945             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE);
946
947         return (zio);
948 }
949
950 void
951 zio_flush(zio_t *zio, vdev_t *vd)
952 {
953         zio_nowait(zio_ioctl(zio, zio->io_spa, vd, DKIOCFLUSHWRITECACHE,
954             NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_NOW,
955             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY));
956 }
957
958 void
959 zio_shrink(zio_t *zio, uint64_t size)
960 {
961         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
962         ASSERT(zio->io_orig_size == zio->io_size);
963         ASSERT(size <= zio->io_size);
964
965         /*
966          * We don't shrink for raidz because of problems with the
967          * reconstruction when reading back less than the block size.
968          * Note, BP_IS_RAIDZ() assumes no compression.
969          */
970         ASSERT(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp) == ZIO_COMPRESS_OFF);
971         if (!BP_IS_RAIDZ(zio->io_bp))
972                 zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
973 }
974
975 /*
976  * ==========================================================================
977  * Prepare to read and write logical blocks
978  * ==========================================================================
979  */
980
981 static int
982 zio_read_bp_init(zio_t *zio)
983 {
984         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
985
986         if (BP_GET_COMPRESS(bp) != ZIO_COMPRESS_OFF &&
987             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
988             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW)) {
989                 uint64_t psize = BP_GET_PSIZE(bp);
990                 void *cbuf = zio_buf_alloc(psize);
991
992                 zio_push_transform(zio, cbuf, psize, psize, zio_decompress);
993         }
994
995         if (!DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) && BP_GET_LEVEL(bp) == 0)
996                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
997
998         if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_DDT_ZAP)
999                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1000
1001         if (BP_GET_DEDUP(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
1002                 zio->io_pipeline = ZIO_DDT_READ_PIPELINE;
1003
1004         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1005 }
1006
1007 static int
1008 zio_write_bp_init(zio_t *zio)
1009 {
1010         spa_t *spa = zio->io_spa;
1011         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
1012         enum zio_compress compress = zp->zp_compress;
1013         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1014         uint64_t lsize = zio->io_size;
1015         uint64_t psize = lsize;
1016         int pass = 1;
1017
1018         /*
1019          * If our children haven't all reached the ready stage,
1020          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
1021          */
1022         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
1023             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_READY))
1024                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1025
1026         if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
1027                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1028
1029         ASSERT(zio->io_child_type != ZIO_CHILD_DDT);
1030
1031         if (zio->io_bp_override) {
1032                 ASSERT(bp->blk_birth != zio->io_txg);
1033                 ASSERT(BP_GET_DEDUP(zio->io_bp_override) == 0);
1034
1035                 *bp = *zio->io_bp_override;
1036                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1037
1038                 if (BP_IS_HOLE(bp) || !zp->zp_dedup)
1039                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1040
1041                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup ||
1042                     zp->zp_dedup_verify);
1043
1044                 if (BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum) {
1045                         BP_SET_DEDUP(bp, 1);
1046                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_DDT_WRITE;
1047                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1048                 }
1049                 zio->io_bp_override = NULL;
1050                 BP_ZERO(bp);
1051         }
1052
1053         if (bp->blk_birth == zio->io_txg) {
1054                 /*
1055                  * We're rewriting an existing block, which means we're
1056                  * working on behalf of spa_sync().  For spa_sync() to
1057                  * converge, it must eventually be the case that we don't
1058                  * have to allocate new blocks.  But compression changes
1059                  * the blocksize, which forces a reallocate, and makes
1060                  * convergence take longer.  Therefore, after the first
1061                  * few passes, stop compressing to ensure convergence.
1062                  */
1063                 pass = spa_sync_pass(spa);
1064
1065                 ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(spa));
1066                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1067                 ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp));
1068
1069                 if (pass > SYNC_PASS_DONT_COMPRESS)
1070                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1071
1072                 /* Make sure someone doesn't change their mind on overwrites */
1073                 ASSERT(MIN(zp->zp_copies + BP_IS_GANG(bp),
1074                     spa_max_replication(spa)) == BP_GET_NDVAS(bp));
1075         }
1076
1077         if (compress != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1078                 void *cbuf = zio_buf_alloc(lsize);
1079                 psize = zio_compress_data(compress, zio->io_data, cbuf, lsize);
1080                 if (psize == 0 || psize == lsize) {
1081                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1082                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1083                 } else {
1084                         ASSERT(psize < lsize);
1085                         zio_push_transform(zio, cbuf, psize, lsize, NULL);
1086                 }
1087         }
1088
1089         /*
1090          * The final pass of spa_sync() must be all rewrites, but the first
1091          * few passes offer a trade-off: allocating blocks defers convergence,
1092          * but newly allocated blocks are sequential, so they can be written
1093          * to disk faster.  Therefore, we allow the first few passes of
1094          * spa_sync() to allocate new blocks, but force rewrites after that.
1095          * There should only be a handful of blocks after pass 1 in any case.
1096          */
1097         if (bp->blk_birth == zio->io_txg && BP_GET_PSIZE(bp) == psize &&
1098             pass > SYNC_PASS_REWRITE) {
1099                 enum zio_stage gang_stages = zio->io_pipeline & ZIO_GANG_STAGES;
1100                 ASSERT(psize != 0);
1101                 zio->io_pipeline = ZIO_REWRITE_PIPELINE | gang_stages;
1102                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_REWRITE;
1103         } else {
1104                 BP_ZERO(bp);
1105                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
1106         }
1107
1108         if (psize == 0) {
1109                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1110         } else {
1111                 ASSERT(zp->zp_checksum != ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER);
1112                 BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1113                 BP_SET_PSIZE(bp, psize);
1114                 BP_SET_COMPRESS(bp, compress);
1115                 BP_SET_CHECKSUM(bp, zp->zp_checksum);
1116                 BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1117                 BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1118                 BP_SET_DEDUP(bp, zp->zp_dedup);
1119                 BP_SET_BYTEORDER(bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
1120                 if (zp->zp_dedup) {
1121                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1122                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1123                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_WRITE_PIPELINE;
1124                 }
1125         }
1126
1127         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1128 }
1129
1130 static int
1131 zio_free_bp_init(zio_t *zio)
1132 {
1133         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1134
1135         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL) {
1136                 if (BP_GET_DEDUP(bp))
1137                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_FREE_PIPELINE;
1138         }
1139
1140         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1141 }
1142
1143 /*
1144  * ==========================================================================
1145  * Execute the I/O pipeline
1146  * ==========================================================================
1147  */
1148
1149 static void
1150 zio_taskq_dispatch(zio_t *zio, enum zio_taskq_type q, boolean_t cutinline)
1151 {
1152         spa_t *spa = zio->io_spa;
1153         zio_type_t t = zio->io_type;
1154         int flags = (cutinline ? TQ_FRONT : 0);
1155
1156         /*
1157          * If we're a config writer or a probe, the normal issue and
1158          * interrupt threads may all be blocked waiting for the config lock.
1159          * In this case, select the otherwise-unused taskq for ZIO_TYPE_NULL.
1160          */
1161         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_PROBE))
1162                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1163
1164         /*
1165          * A similar issue exists for the L2ARC write thread until L2ARC 2.0.
1166          */
1167         if (t == ZIO_TYPE_WRITE && zio->io_vd && zio->io_vd->vdev_aux)
1168                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1169
1170         /*
1171          * If this is a high priority I/O, then use the high priority taskq.
1172          */
1173         if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW &&
1174             spa->spa_zio_taskq[t][q + 1] != NULL)
1175                 q++;
1176
1177         ASSERT3U(q, <, ZIO_TASKQ_TYPES);
1178
1179         /*
1180          * NB: We are assuming that the zio can only be dispatched
1181          * to a single taskq at a time.  It would be a grievous error
1182          * to dispatch the zio to another taskq at the same time.
1183          */
1184         ASSERT(taskq_empty_ent(&zio->io_tqent));
1185         taskq_dispatch_ent(spa->spa_zio_taskq[t][q],
1186             (task_func_t *)zio_execute, zio, flags, &zio->io_tqent);
1187 }
1188
1189 static boolean_t
1190 zio_taskq_member(zio_t *zio, enum zio_taskq_type q)
1191 {
1192         kthread_t *executor = zio->io_executor;
1193         spa_t *spa = zio->io_spa;
1194         zio_type_t t;
1195
1196         for (t = 0; t < ZIO_TYPES; t++)
1197                 if (taskq_member(spa->spa_zio_taskq[t][q], executor))
1198                         return (B_TRUE);
1199
1200         return (B_FALSE);
1201 }
1202
1203 static int
1204 zio_issue_async(zio_t *zio)
1205 {
1206         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1207
1208         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1209 }
1210
1211 void
1212 zio_interrupt(zio_t *zio)
1213 {
1214         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT, B_FALSE);
1215 }
1216
1217 /*
1218  * Execute the I/O pipeline until one of the following occurs:
1219  * (1) the I/O completes; (2) the pipeline stalls waiting for
1220  * dependent child I/Os; (3) the I/O issues, so we're waiting
1221  * for an I/O completion interrupt; (4) the I/O is delegated by
1222  * vdev-level caching or aggregation; (5) the I/O is deferred
1223  * due to vdev-level queueing; (6) the I/O is handed off to
1224  * another thread.  In all cases, the pipeline stops whenever
1225  * there's no CPU work; it never burns a thread in cv_wait().
1226  *
1227  * There's no locking on io_stage because there's no legitimate way
1228  * for multiple threads to be attempting to process the same I/O.
1229  */
1230 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[];
1231
1232 /*
1233  * zio_execute() is a wrapper around the static function
1234  * __zio_execute() so that we can force  __zio_execute() to be
1235  * inlined.  This reduces stack overhead which is important
1236  * because __zio_execute() is called recursively in several zio
1237  * code paths.  zio_execute() itself cannot be inlined because
1238  * it is externally visible.
1239  */
1240 void
1241 zio_execute(zio_t *zio)
1242 {
1243         __zio_execute(zio);
1244 }
1245
1246 __attribute__((always_inline))
1247 static inline void
1248 __zio_execute(zio_t *zio)
1249 {
1250         zio->io_executor = curthread;
1251
1252         while (zio->io_stage < ZIO_STAGE_DONE) {
1253                 enum zio_stage pipeline = zio->io_pipeline;
1254                 enum zio_stage stage = zio->io_stage;
1255                 dsl_pool_t *dp;
1256                 boolean_t cut;
1257                 int rv;
1258
1259                 ASSERT(!MUTEX_HELD(&zio->io_lock));
1260                 ASSERT(ISP2(stage));
1261                 ASSERT(zio->io_stall == NULL);
1262
1263                 do {
1264                         stage <<= 1;
1265                 } while ((stage & pipeline) == 0);
1266
1267                 ASSERT(stage <= ZIO_STAGE_DONE);
1268
1269                 dp = spa_get_dsl(zio->io_spa);
1270                 cut = (stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START) ?
1271                     zio_requeue_io_start_cut_in_line : B_FALSE;
1272
1273                 /*
1274                  * If we are in interrupt context and this pipeline stage
1275                  * will grab a config lock that is held across I/O,
1276                  * or may wait for an I/O that needs an interrupt thread
1277                  * to complete, issue async to avoid deadlock.
1278                  *
1279                  * For VDEV_IO_START, we cut in line so that the io will
1280                  * be sent to disk promptly.
1281                  */
1282                 if ((stage & ZIO_BLOCKING_STAGES) && zio->io_vd == NULL &&
1283                     zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT)) {
1284                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
1285                         return;
1286                 }
1287
1288 #ifdef _KERNEL
1289                 /*
1290                  * If we executing in the context of the tx_sync_thread,
1291                  * or we are performing pool initialization outside of a
1292                  * zio_taskq[ZIO_TASKQ_ISSUE] context.  Then issue the zio
1293                  * async to minimize stack usage for these deep call paths.
1294                  */
1295                 if ((dp && curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread) ||
1296                     (dp && spa_is_initializing(dp->dp_spa) &&
1297                     !zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE))) {
1298                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
1299                         return;
1300                 }
1301 #endif
1302
1303                 zio->io_stage = stage;
1304                 rv = zio_pipeline[highbit(stage) - 1](zio);
1305
1306                 if (rv == ZIO_PIPELINE_STOP)
1307                         return;
1308
1309                 ASSERT(rv == ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1310         }
1311 }
1312
1313
1314 /*
1315  * ==========================================================================
1316  * Initiate I/O, either sync or async
1317  * ==========================================================================
1318  */
1319 int
1320 zio_wait(zio_t *zio)
1321 {
1322         int error;
1323
1324         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1325         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1326
1327         zio->io_waiter = curthread;
1328
1329         __zio_execute(zio);
1330
1331         mutex_enter(&zio->io_lock);
1332         while (zio->io_executor != NULL)
1333                 cv_wait_io(&zio->io_cv, &zio->io_lock);
1334         mutex_exit(&zio->io_lock);
1335
1336         error = zio->io_error;
1337         zio_destroy(zio);
1338
1339         return (error);
1340 }
1341
1342 void
1343 zio_nowait(zio_t *zio)
1344 {
1345         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1346
1347         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1348             zio_unique_parent(zio) == NULL) {
1349                 /*
1350                  * This is a logical async I/O with no parent to wait for it.
1351                  * We add it to the spa_async_root_zio "Godfather" I/O which
1352                  * will ensure they complete prior to unloading the pool.
1353                  */
1354                 spa_t *spa = zio->io_spa;
1355
1356                 zio_add_child(spa->spa_async_zio_root, zio);
1357         }
1358
1359         __zio_execute(zio);
1360 }
1361
1362 /*
1363  * ==========================================================================
1364  * Reexecute or suspend/resume failed I/O
1365  * ==========================================================================
1366  */
1367
1368 static void
1369 zio_reexecute(zio_t *pio)
1370 {
1371         zio_t *cio, *cio_next;
1372         int c, w;
1373
1374         ASSERT(pio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1375         ASSERT(pio->io_orig_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1376         ASSERT(pio->io_gang_leader == NULL);
1377         ASSERT(pio->io_gang_tree == NULL);
1378
1379         pio->io_flags = pio->io_orig_flags;
1380         pio->io_stage = pio->io_orig_stage;
1381         pio->io_pipeline = pio->io_orig_pipeline;
1382         pio->io_reexecute = 0;
1383         pio->io_error = 0;
1384         for (w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1385                 pio->io_state[w] = 0;
1386         for (c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
1387                 pio->io_child_error[c] = 0;
1388
1389         if (IO_IS_ALLOCATING(pio))
1390                 BP_ZERO(pio->io_bp);
1391
1392         /*
1393          * As we reexecute pio's children, new children could be created.
1394          * New children go to the head of pio's io_child_list, however,
1395          * so we will (correctly) not reexecute them.  The key is that
1396          * the remainder of pio's io_child_list, from 'cio_next' onward,
1397          * cannot be affected by any side effects of reexecuting 'cio'.
1398          */
1399         for (cio = zio_walk_children(pio); cio != NULL; cio = cio_next) {
1400                 cio_next = zio_walk_children(pio);
1401                 mutex_enter(&pio->io_lock);
1402                 for (w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1403                         pio->io_children[cio->io_child_type][w]++;
1404                 mutex_exit(&pio->io_lock);
1405                 zio_reexecute(cio);
1406         }
1407
1408         /*
1409          * Now that all children have been reexecuted, execute the parent.
1410          * We don't reexecute "The Godfather" I/O here as it's the
1411          * responsibility of the caller to wait on him.
1412          */
1413         if (!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER))
1414                 __zio_execute(pio);
1415 }
1416
1417 void
1418 zio_suspend(spa_t *spa, zio_t *zio)
1419 {
1420         if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_PANIC)
1421                 fm_panic("Pool '%s' has encountered an uncorrectable I/O "
1422                     "failure and the failure mode property for this pool "
1423                     "is set to panic.", spa_name(spa));
1424
1425         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO_FAILURE, spa, NULL, NULL, 0, 0);
1426
1427         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1428
1429         if (spa->spa_suspend_zio_root == NULL)
1430                 spa->spa_suspend_zio_root = zio_root(spa, NULL, NULL,
1431                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE |
1432                     ZIO_FLAG_GODFATHER);
1433
1434         spa->spa_suspended = B_TRUE;
1435
1436         if (zio != NULL) {
1437                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
1438                 ASSERT(zio != spa->spa_suspend_zio_root);
1439                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1440                 ASSERT(zio_unique_parent(zio) == NULL);
1441                 ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DONE);
1442                 zio_add_child(spa->spa_suspend_zio_root, zio);
1443         }
1444
1445         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1446 }
1447
1448 int
1449 zio_resume(spa_t *spa)
1450 {
1451         zio_t *pio;
1452
1453         /*
1454          * Reexecute all previously suspended i/o.
1455          */
1456         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1457         spa->spa_suspended = B_FALSE;
1458         cv_broadcast(&spa->spa_suspend_cv);
1459         pio = spa->spa_suspend_zio_root;
1460         spa->spa_suspend_zio_root = NULL;
1461         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1462
1463         if (pio == NULL)
1464                 return (0);
1465
1466         zio_reexecute(pio);
1467         return (zio_wait(pio));
1468 }
1469
1470 void
1471 zio_resume_wait(spa_t *spa)
1472 {
1473         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1474         while (spa_suspended(spa))
1475                 cv_wait(&spa->spa_suspend_cv, &spa->spa_suspend_lock);
1476         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1477 }
1478
1479 /*
1480  * ==========================================================================
1481  * Gang blocks.
1482  *
1483  * A gang block is a collection of small blocks that looks to the DMU
1484  * like one large block.  When zio_dva_allocate() cannot find a block
1485  * of the requested size, due to either severe fragmentation or the pool
1486  * being nearly full, it calls zio_write_gang_block() to construct the
1487  * block from smaller fragments.
1488  *
1489  * A gang block consists of a gang header (zio_gbh_phys_t) and up to
1490  * three (SPA_GBH_NBLKPTRS) gang members.  The gang header is just like
1491  * an indirect block: it's an array of block pointers.  It consumes
1492  * only one sector and hence is allocatable regardless of fragmentation.
1493  * The gang header's bps point to its gang members, which hold the data.
1494  *
1495  * Gang blocks are self-checksumming, using the bp's <vdev, offset, txg>
1496  * as the verifier to ensure uniqueness of the SHA256 checksum.
1497  * Critically, the gang block bp's blk_cksum is the checksum of the data,
1498  * not the gang header.  This ensures that data block signatures (needed for
1499  * deduplication) are independent of how the block is physically stored.
1500  *
1501  * Gang blocks can be nested: a gang member may itself be a gang block.
1502  * Thus every gang block is a tree in which root and all interior nodes are
1503  * gang headers, and the leaves are normal blocks that contain user data.
1504  * The root of the gang tree is called the gang leader.
1505  *
1506  * To perform any operation (read, rewrite, free, claim) on a gang block,
1507  * zio_gang_assemble() first assembles the gang tree (minus data leaves)
1508  * in the io_gang_tree field of the original logical i/o by recursively
1509  * reading the gang leader and all gang headers below it.  This yields
1510  * an in-core tree containing the contents of every gang header and the
1511  * bps for every constituent of the gang block.
1512  *
1513  * With the gang tree now assembled, zio_gang_issue() just walks the gang tree
1514  * and invokes a callback on each bp.  To free a gang block, zio_gang_issue()
1515  * calls zio_free_gang() -- a trivial wrapper around zio_free() -- for each bp.
1516  * zio_claim_gang() provides a similarly trivial wrapper for zio_claim().
1517  * zio_read_gang() is a wrapper around zio_read() that omits reading gang
1518  * headers, since we already have those in io_gang_tree.  zio_rewrite_gang()
1519  * performs a zio_rewrite() of the data or, for gang headers, a zio_rewrite()
1520  * of the gang header plus zio_checksum_compute() of the data to update the
1521  * gang header's blk_cksum as described above.
1522  *
1523  * The two-phase assemble/issue model solves the problem of partial failure --
1524  * what if you'd freed part of a gang block but then couldn't read the
1525  * gang header for another part?  Assembling the entire gang tree first
1526  * ensures that all the necessary gang header I/O has succeeded before
1527  * starting the actual work of free, claim, or write.  Once the gang tree
1528  * is assembled, free and claim are in-memory operations that cannot fail.
1529  *
1530  * In the event that a gang write fails, zio_dva_unallocate() walks the
1531  * gang tree to immediately free (i.e. insert back into the space map)
1532  * everything we've allocated.  This ensures that we don't get ENOSPC
1533  * errors during repeated suspend/resume cycles due to a flaky device.
1534  *
1535  * Gang rewrites only happen during sync-to-convergence.  If we can't assemble
1536  * the gang tree, we won't modify the block, so we can safely defer the free
1537  * (knowing that the block is still intact).  If we *can* assemble the gang
1538  * tree, then even if some of the rewrites fail, zio_dva_unallocate() will free
1539  * each constituent bp and we can allocate a new block on the next sync pass.
1540  *
1541  * In all cases, the gang tree allows complete recovery from partial failure.
1542  * ==========================================================================
1543  */
1544
1545 static zio_t *
1546 zio_read_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1547 {
1548         if (gn != NULL)
1549                 return (pio);
1550
1551         return (zio_read(pio, pio->io_spa, bp, data, BP_GET_PSIZE(bp),
1552             NULL, NULL, pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1553             &pio->io_bookmark));
1554 }
1555
1556 zio_t *
1557 zio_rewrite_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1558 {
1559         zio_t *zio;
1560
1561         if (gn != NULL) {
1562                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1563                     gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL, pio->io_priority,
1564                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1565                 /*
1566                  * As we rewrite each gang header, the pipeline will compute
1567                  * a new gang block header checksum for it; but no one will
1568                  * compute a new data checksum, so we do that here.  The one
1569                  * exception is the gang leader: the pipeline already computed
1570                  * its data checksum because that stage precedes gang assembly.
1571                  * (Presently, nothing actually uses interior data checksums;
1572                  * this is just good hygiene.)
1573                  */
1574                 if (gn != pio->io_gang_leader->io_gang_tree) {
1575                         zio_checksum_compute(zio, BP_GET_CHECKSUM(bp),
1576                             data, BP_GET_PSIZE(bp));
1577                 }
1578                 /*
1579                  * If we are here to damage data for testing purposes,
1580                  * leave the GBH alone so that we can detect the damage.
1581                  */
1582                 if (pio->io_gang_leader->io_flags & ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE)
1583                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
1584         } else {
1585                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1586                     data, BP_GET_PSIZE(bp), NULL, NULL, pio->io_priority,
1587                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1588         }
1589
1590         return (zio);
1591 }
1592
1593 /* ARGSUSED */
1594 zio_t *
1595 zio_free_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1596 {
1597         return (zio_free_sync(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1598             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1599 }
1600
1601 /* ARGSUSED */
1602 zio_t *
1603 zio_claim_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1604 {
1605         return (zio_claim(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1606             NULL, NULL, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1607 }
1608
1609 static zio_gang_issue_func_t *zio_gang_issue_func[ZIO_TYPES] = {
1610         NULL,
1611         zio_read_gang,
1612         zio_rewrite_gang,
1613         zio_free_gang,
1614         zio_claim_gang,
1615         NULL
1616 };
1617
1618 static void zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio);
1619
1620 static zio_gang_node_t *
1621 zio_gang_node_alloc(zio_gang_node_t **gnpp)
1622 {
1623         zio_gang_node_t *gn;
1624
1625         ASSERT(*gnpp == NULL);
1626
1627         gn = kmem_zalloc(sizeof (*gn), KM_PUSHPAGE);
1628         gn->gn_gbh = zio_buf_alloc(SPA_GANGBLOCKSIZE);
1629         *gnpp = gn;
1630
1631         return (gn);
1632 }
1633
1634 static void
1635 zio_gang_node_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1636 {
1637         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1638         int g;
1639
1640         for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1641                 ASSERT(gn->gn_child[g] == NULL);
1642
1643         zio_buf_free(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1644         kmem_free(gn, sizeof (*gn));
1645         *gnpp = NULL;
1646 }
1647
1648 static void
1649 zio_gang_tree_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1650 {
1651         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1652         int g;
1653
1654         if (gn == NULL)
1655                 return;
1656
1657         for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1658                 zio_gang_tree_free(&gn->gn_child[g]);
1659
1660         zio_gang_node_free(gnpp);
1661 }
1662
1663 static void
1664 zio_gang_tree_assemble(zio_t *gio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t **gnpp)
1665 {
1666         zio_gang_node_t *gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
1667
1668         ASSERT(gio->io_gang_leader == gio);
1669         ASSERT(BP_IS_GANG(bp));
1670
1671         zio_nowait(zio_read(gio, gio->io_spa, bp, gn->gn_gbh,
1672             SPA_GANGBLOCKSIZE, zio_gang_tree_assemble_done, gn,
1673             gio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(gio), &gio->io_bookmark));
1674 }
1675
1676 static void
1677 zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio)
1678 {
1679         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
1680         zio_gang_node_t *gn = zio->io_private;
1681         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1682         int g;
1683
1684         ASSERT(gio == zio_unique_parent(zio));
1685         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
1686
1687         if (zio->io_error)
1688                 return;
1689
1690         if (BP_SHOULD_BYTESWAP(bp))
1691                 byteswap_uint64_array(zio->io_data, zio->io_size);
1692
1693         ASSERT(zio->io_data == gn->gn_gbh);
1694         ASSERT(zio->io_size == SPA_GANGBLOCKSIZE);
1695         ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1696
1697         for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1698                 blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1699                 if (!BP_IS_GANG(gbp))
1700                         continue;
1701                 zio_gang_tree_assemble(gio, gbp, &gn->gn_child[g]);
1702         }
1703 }
1704
1705 static void
1706 zio_gang_tree_issue(zio_t *pio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp, void *data)
1707 {
1708         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1709         zio_t *zio;
1710         int g;
1711
1712         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) == !!gn);
1713         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == BP_GET_CHECKSUM(gio->io_bp));
1714         ASSERT(BP_GET_LSIZE(bp) == BP_GET_PSIZE(bp) || gn == gio->io_gang_tree);
1715
1716         /*
1717          * If you're a gang header, your data is in gn->gn_gbh.
1718          * If you're a gang member, your data is in 'data' and gn == NULL.
1719          */
1720         zio = zio_gang_issue_func[gio->io_type](pio, bp, gn, data);
1721
1722         if (gn != NULL) {
1723                 ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1724
1725                 for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1726                         blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1727                         if (BP_IS_HOLE(gbp))
1728                                 continue;
1729                         zio_gang_tree_issue(zio, gn->gn_child[g], gbp, data);
1730                         data = (char *)data + BP_GET_PSIZE(gbp);
1731                 }
1732         }
1733
1734         if (gn == gio->io_gang_tree)
1735                 ASSERT3P((char *)gio->io_data + gio->io_size, ==, data);
1736
1737         if (zio != pio)
1738                 zio_nowait(zio);
1739 }
1740
1741 static int
1742 zio_gang_assemble(zio_t *zio)
1743 {
1744         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1745
1746         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == NULL);
1747         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1748
1749         zio->io_gang_leader = zio;
1750
1751         zio_gang_tree_assemble(zio, bp, &zio->io_gang_tree);
1752
1753         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1754 }
1755
1756 static int
1757 zio_gang_issue(zio_t *zio)
1758 {
1759         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1760
1761         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE))
1762                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1763
1764         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == zio);
1765         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1766
1767         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_GANG] == 0)
1768                 zio_gang_tree_issue(zio, zio->io_gang_tree, bp, zio->io_data);
1769         else
1770                 zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
1771
1772         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1773
1774         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1775 }
1776
1777 static void
1778 zio_write_gang_member_ready(zio_t *zio)
1779 {
1780         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
1781         ASSERTV(zio_t *gio = zio->io_gang_leader;)
1782         dva_t *cdva = zio->io_bp->blk_dva;
1783         dva_t *pdva = pio->io_bp->blk_dva;
1784         uint64_t asize;
1785         int d;
1786
1787         if (BP_IS_HOLE(zio->io_bp))
1788                 return;
1789
1790         ASSERT(BP_IS_HOLE(&zio->io_bp_orig));
1791
1792         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG);
1793         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, ==, gio->io_prop.zp_copies);
1794         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
1795         ASSERT3U(pio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1796         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(zio->io_bp), <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1797
1798         mutex_enter(&pio->io_lock);
1799         for (d = 0; d < BP_GET_NDVAS(zio->io_bp); d++) {
1800                 ASSERT(DVA_GET_GANG(&pdva[d]));
1801                 asize = DVA_GET_ASIZE(&pdva[d]);
1802                 asize += DVA_GET_ASIZE(&cdva[d]);
1803                 DVA_SET_ASIZE(&pdva[d], asize);
1804         }
1805         mutex_exit(&pio->io_lock);
1806 }
1807
1808 static int
1809 zio_write_gang_block(zio_t *pio)
1810 {
1811         spa_t *spa = pio->io_spa;
1812         blkptr_t *bp = pio->io_bp;
1813         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1814         zio_t *zio;
1815         zio_gang_node_t *gn, **gnpp;
1816         zio_gbh_phys_t *gbh;
1817         uint64_t txg = pio->io_txg;
1818         uint64_t resid = pio->io_size;
1819         uint64_t lsize;
1820         int copies = gio->io_prop.zp_copies;
1821         int gbh_copies = MIN(copies + 1, spa_max_replication(spa));
1822         zio_prop_t zp;
1823         int g, error;
1824
1825         error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), SPA_GANGBLOCKSIZE,
1826             bp, gbh_copies, txg, pio == gio ? NULL : gio->io_bp,
1827             METASLAB_HINTBP_FAVOR | METASLAB_GANG_HEADER);
1828         if (error) {
1829                 pio->io_error = error;
1830                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1831         }
1832
1833         if (pio == gio) {
1834                 gnpp = &gio->io_gang_tree;
1835         } else {
1836                 gnpp = pio->io_private;
1837                 ASSERT(pio->io_ready == zio_write_gang_member_ready);
1838         }
1839
1840         gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
1841         gbh = gn->gn_gbh;
1842         bzero(gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1843
1844         /*
1845          * Create the gang header.
1846          */
1847         zio = zio_rewrite(pio, spa, txg, bp, gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL,
1848             pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1849
1850         /*
1851          * Create and nowait the gang children.
1852          */
1853         for (g = 0; resid != 0; resid -= lsize, g++) {
1854                 lsize = P2ROUNDUP(resid / (SPA_GBH_NBLKPTRS - g),
1855                     SPA_MINBLOCKSIZE);
1856                 ASSERT(lsize >= SPA_MINBLOCKSIZE && lsize <= resid);
1857
1858                 zp.zp_checksum = gio->io_prop.zp_checksum;
1859                 zp.zp_compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1860                 zp.zp_type = DMU_OT_NONE;
1861                 zp.zp_level = 0;
1862                 zp.zp_copies = gio->io_prop.zp_copies;
1863                 zp.zp_dedup = 0;
1864                 zp.zp_dedup_verify = 0;
1865
1866                 zio_nowait(zio_write(zio, spa, txg, &gbh->zg_blkptr[g],
1867                     (char *)pio->io_data + (pio->io_size - resid), lsize, &zp,
1868                     zio_write_gang_member_ready, NULL, &gn->gn_child[g],
1869                     pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1870                     &pio->io_bookmark));
1871         }
1872
1873         /*
1874          * Set pio's pipeline to just wait for zio to finish.
1875          */
1876         pio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1877
1878         /*
1879          * We didn't allocate this bp, so make sure it doesn't get unmarked.
1880          */
1881         pio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_FASTWRITE;
1882
1883         zio_nowait(zio);
1884
1885         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1886 }
1887
1888 /*
1889  * ==========================================================================
1890  * Dedup
1891  * ==========================================================================
1892  */
1893 static void
1894 zio_ddt_child_read_done(zio_t *zio)
1895 {
1896         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1897         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
1898         ddt_phys_t *ddp;
1899         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
1900
1901         mutex_enter(&pio->io_lock);
1902         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
1903         if (zio->io_error == 0)
1904                 ddt_phys_clear(ddp);    /* this ddp doesn't need repair */
1905         if (zio->io_error == 0 && dde->dde_repair_data == NULL)
1906                 dde->dde_repair_data = zio->io_data;
1907         else
1908                 zio_buf_free(zio->io_data, zio->io_size);
1909         mutex_exit(&pio->io_lock);
1910 }
1911
1912 static int
1913 zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
1914 {
1915         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1916         int p;
1917
1918         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
1919         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
1920         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1921
1922         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
1923                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
1924                 ddt_entry_t *dde = ddt_repair_start(ddt, bp);
1925                 ddt_phys_t *ddp = dde->dde_phys;
1926                 ddt_phys_t *ddp_self = ddt_phys_select(dde, bp);
1927                 blkptr_t blk;
1928
1929                 ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
1930                 zio->io_vsd = dde;
1931
1932                 if (ddp_self == NULL)
1933                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1934
1935                 for (p = 0; p < DDT_PHYS_TYPES; p++, ddp++) {
1936                         if (ddp->ddp_phys_birth == 0 || ddp == ddp_self)
1937                                 continue;
1938                         ddt_bp_create(ddt->ddt_checksum, &dde->dde_key, ddp,
1939                             &blk);
1940                         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, &blk,
1941                             zio_buf_alloc(zio->io_size), zio->io_size,
1942                             zio_ddt_child_read_done, dde, zio->io_priority,
1943                             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE,
1944                             &zio->io_bookmark));
1945                 }
1946                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1947         }
1948
1949         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, bp,
1950             zio->io_data, zio->io_size, NULL, NULL, zio->io_priority,
1951             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark));
1952
1953         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1954 }
1955
1956 static int
1957 zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
1958 {
1959         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1960
1961         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE))
1962                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1963
1964         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
1965         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
1966         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1967
1968         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
1969                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
1970                 ddt_entry_t *dde = zio->io_vsd;
1971                 if (ddt == NULL) {
1972                         ASSERT(spa_load_state(zio->io_spa) != SPA_LOAD_NONE);
1973                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1974                 }
1975                 if (dde == NULL) {
1976                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_DDT_READ_START >> 1;
1977                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1978                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1979                 }
1980                 if (dde->dde_repair_data != NULL) {
1981                         bcopy(dde->dde_repair_data, zio->io_data, zio->io_size);
1982                         zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT] = 0;
1983                 }
1984                 ddt_repair_done(ddt, dde);
1985                 zio->io_vsd = NULL;
1986         }
1987
1988         ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
1989
1990         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1991 }
1992
1993 static boolean_t
1994 zio_ddt_collision(zio_t *zio, ddt_t *ddt, ddt_entry_t *dde)
1995 {
1996         spa_t *spa = zio->io_spa;
1997         int p;
1998
1999         /*
2000          * Note: we compare the original data, not the transformed data,
2001          * because when zio->io_bp is an override bp, we will not have
2002          * pushed the I/O transforms.  That's an important optimization
2003          * because otherwise we'd compress/encrypt all dmu_sync() data twice.
2004          */
2005         for (p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2006                 zio_t *lio = dde->dde_lead_zio[p];
2007
2008                 if (lio != NULL) {
2009                         return (lio->io_orig_size != zio->io_orig_size ||
2010                             bcmp(zio->io_orig_data, lio->io_orig_data,
2011                             zio->io_orig_size) != 0);
2012                 }
2013         }
2014
2015         for (p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2016                 ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2017
2018                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0) {
2019                         arc_buf_t *abuf = NULL;
2020                         uint32_t aflags = ARC_WAIT;
2021                         blkptr_t blk = *zio->io_bp;
2022                         int error;
2023
2024                         ddt_bp_fill(ddp, &blk, ddp->ddp_phys_birth);
2025
2026                         ddt_exit(ddt);
2027
2028                         error = arc_read_nolock(NULL, spa, &blk,
2029                             arc_getbuf_func, &abuf, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
2030                             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2031                             &aflags, &zio->io_bookmark);
2032
2033                         if (error == 0) {
2034                                 if (arc_buf_size(abuf) != zio->io_orig_size ||
2035                                     bcmp(abuf->b_data, zio->io_orig_data,
2036                                     zio->io_orig_size) != 0)
2037                                         error = EEXIST;
2038                                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(abuf, &abuf) == 1);
2039                         }
2040
2041                         ddt_enter(ddt);
2042                         return (error != 0);
2043                 }
2044         }
2045
2046         return (B_FALSE);
2047 }
2048
2049 static void
2050 zio_ddt_child_write_ready(zio_t *zio)
2051 {
2052         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2053         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2054         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2055         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2056         zio_t *pio;
2057
2058         if (zio->io_error)
2059                 return;
2060
2061         ddt_enter(ddt);
2062
2063         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2064
2065         ddt_phys_fill(ddp, zio->io_bp);
2066
2067         while ((pio = zio_walk_parents(zio)) != NULL)
2068                 ddt_bp_fill(ddp, pio->io_bp, zio->io_txg);
2069
2070         ddt_exit(ddt);
2071 }
2072
2073 static void
2074 zio_ddt_child_write_done(zio_t *zio)
2075 {
2076         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2077         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2078         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2079         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2080
2081         ddt_enter(ddt);
2082
2083         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2084         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2085         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2086
2087         if (zio->io_error == 0) {
2088                 while (zio_walk_parents(zio) != NULL)
2089                         ddt_phys_addref(ddp);
2090         } else {
2091                 ddt_phys_clear(ddp);
2092         }
2093
2094         ddt_exit(ddt);
2095 }
2096
2097 static void
2098 zio_ddt_ditto_write_done(zio_t *zio)
2099 {
2100         int p = DDT_PHYS_DITTO;
2101         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2102         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2103         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2104         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2105         ddt_key_t *ddk = &dde->dde_key;
2106         ASSERTV(zio_prop_t *zp = &zio->io_prop);
2107
2108         ddt_enter(ddt);
2109
2110         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2111         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2112         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2113
2114         if (zio->io_error == 0) {
2115                 ASSERT(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, ddk->ddk_cksum));
2116                 ASSERT(zp->zp_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2117                 ASSERT(zp->zp_copies == BP_GET_NDVAS(bp) - BP_IS_GANG(bp));
2118                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2119                         ddt_phys_free(ddt, ddk, ddp, zio->io_txg);
2120                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2121         }
2122
2123         ddt_exit(ddt);
2124 }
2125
2126 static int
2127 zio_ddt_write(zio_t *zio)
2128 {
2129         spa_t *spa = zio->io_spa;
2130         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2131         uint64_t txg = zio->io_txg;
2132         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2133         int p = zp->zp_copies;
2134         int ditto_copies;
2135         zio_t *cio = NULL;
2136         zio_t *dio = NULL;
2137         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2138         ddt_entry_t *dde;
2139         ddt_phys_t *ddp;
2140
2141         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2142         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum);
2143         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp) || zio->io_bp_override);
2144
2145         ddt_enter(ddt);
2146         dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2147         ddp = &dde->dde_phys[p];
2148
2149         if (zp->zp_dedup_verify && zio_ddt_collision(zio, ddt, dde)) {
2150                 /*
2151                  * If we're using a weak checksum, upgrade to a strong checksum
2152                  * and try again.  If we're already using a strong checksum,
2153                  * we can't resolve it, so just convert to an ordinary write.
2154                  * (And automatically e-mail a paper to Nature?)
2155                  */
2156                 if (!zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup) {
2157                         zp->zp_checksum = spa_dedup_checksum(spa);
2158                         zio_pop_transforms(zio);
2159                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2160                         BP_ZERO(bp);
2161                 } else {
2162                         zp->zp_dedup = 0;
2163                 }
2164                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2165                 ddt_exit(ddt);
2166                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2167         }
2168
2169         ditto_copies = ddt_ditto_copies_needed(ddt, dde, ddp);
2170         ASSERT(ditto_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2171
2172         if (ditto_copies > ddt_ditto_copies_present(dde) &&
2173             dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] == NULL) {
2174                 zio_prop_t czp = *zp;
2175
2176                 czp.zp_copies = ditto_copies;
2177
2178                 /*
2179                  * If we arrived here with an override bp, we won't have run
2180                  * the transform stack, so we won't have the data we need to
2181                  * generate a child i/o.  So, toss the override bp and restart.
2182                  * This is safe, because using the override bp is just an
2183                  * optimization; and it's rare, so the cost doesn't matter.
2184                  */
2185                 if (zio->io_bp_override) {
2186                         zio_pop_transforms(zio);
2187                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2188                         zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2189                         zio->io_bp_override = NULL;
2190                         BP_ZERO(bp);
2191                         ddt_exit(ddt);
2192                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2193                 }
2194
2195                 dio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2196                     zio->io_orig_size, &czp, NULL,
2197                     zio_ddt_ditto_write_done, dde, zio->io_priority,
2198                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2199
2200                 zio_push_transform(dio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2201                 dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] = dio;
2202         }
2203
2204         if (ddp->ddp_phys_birth != 0 || dde->dde_lead_zio[p] != NULL) {
2205                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2206                         ddt_bp_fill(ddp, bp, txg);
2207                 if (dde->dde_lead_zio[p] != NULL)
2208                         zio_add_child(zio, dde->dde_lead_zio[p]);
2209                 else
2210                         ddt_phys_addref(ddp);
2211         } else if (zio->io_bp_override) {
2212                 ASSERT(bp->blk_birth == txg);
2213                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, zio->io_bp_override));
2214                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2215                 ddt_phys_addref(ddp);
2216         } else {
2217                 cio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2218                     zio->io_orig_size, zp, zio_ddt_child_write_ready,
2219                     zio_ddt_child_write_done, dde, zio->io_priority,
2220                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2221
2222                 zio_push_transform(cio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2223                 dde->dde_lead_zio[p] = cio;
2224         }
2225
2226         ddt_exit(ddt);
2227
2228         if (cio)
2229                 zio_nowait(cio);
2230         if (dio)
2231                 zio_nowait(dio);
2232
2233         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2234 }
2235
2236 ddt_entry_t *freedde; /* for debugging */
2237
2238 static int
2239 zio_ddt_free(zio_t *zio)
2240 {
2241         spa_t *spa = zio->io_spa;
2242         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2243         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2244         ddt_entry_t *dde;
2245         ddt_phys_t *ddp;
2246
2247         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2248         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2249
2250         ddt_enter(ddt);
2251         freedde = dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2252         if (dde) {
2253                 ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2254                 if (ddp)
2255                         ddt_phys_decref(ddp);
2256         }
2257         ddt_exit(ddt);
2258
2259         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2260 }
2261
2262 /*
2263  * ==========================================================================
2264  * Allocate and free blocks
2265  * ==========================================================================
2266  */
2267 static int
2268 zio_dva_allocate(zio_t *zio)
2269 {
2270         spa_t *spa = zio->io_spa;
2271         metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(spa);
2272         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2273         int error;
2274         int flags = 0;
2275
2276         if (zio->io_gang_leader == NULL) {
2277                 ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2278                 zio->io_gang_leader = zio;
2279         }
2280
2281         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
2282         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(bp), ==, 0);
2283         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, >, 0);
2284         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, spa_max_replication(spa));
2285         ASSERT3U(zio->io_size, ==, BP_GET_PSIZE(bp));
2286
2287         /*
2288          * The dump device does not support gang blocks so allocation on
2289          * behalf of the dump device (i.e. ZIO_FLAG_NODATA) must avoid
2290          * the "fast" gang feature.
2291          */
2292         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) ? METASLAB_GANG_AVOID : 0;
2293         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD) ?
2294             METASLAB_GANG_CHILD : 0;
2295         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_FASTWRITE) ? METASLAB_FASTWRITE : 0;
2296         error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp,
2297             zio->io_prop.zp_copies, zio->io_txg, NULL, flags);
2298
2299         if (error) {
2300                 spa_dbgmsg(spa, "%s: metaslab allocation failure: zio %p, "
2301                     "size %llu, error %d", spa_name(spa), zio, zio->io_size,
2302                     error);
2303                 if (error == ENOSPC && zio->io_size > SPA_MINBLOCKSIZE)
2304                         return (zio_write_gang_block(zio));
2305                 zio->io_error = error;
2306         }
2307
2308         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2309 }
2310
2311 static int
2312 zio_dva_free(zio_t *zio)
2313 {
2314         metaslab_free(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg, B_FALSE);
2315
2316         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2317 }
2318
2319 static int
2320 zio_dva_claim(zio_t *zio)
2321 {
2322         int error;
2323
2324         error = metaslab_claim(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg);
2325         if (error)
2326                 zio->io_error = error;
2327
2328         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2329 }
2330
2331 /*
2332  * Undo an allocation.  This is used by zio_done() when an I/O fails
2333  * and we want to give back the block we just allocated.
2334  * This handles both normal blocks and gang blocks.
2335  */
2336 static void
2337 zio_dva_unallocate(zio_t *zio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp)
2338 {
2339         int g;
2340
2341         ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
2342         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2343
2344         if (!BP_IS_HOLE(bp))
2345                 metaslab_free(zio->io_spa, bp, bp->blk_birth, B_TRUE);
2346
2347         if (gn != NULL) {
2348                 for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
2349                         zio_dva_unallocate(zio, gn->gn_child[g],
2350                             &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g]);
2351                 }
2352         }
2353 }
2354
2355 /*
2356  * Try to allocate an intent log block.  Return 0 on success, errno on failure.
2357  */
2358 int
2359 zio_alloc_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *new_bp, uint64_t size,
2360     boolean_t use_slog)
2361 {
2362         int error = 1;
2363
2364         ASSERT(txg > spa_syncing_txg(spa));
2365
2366         /*
2367          * ZIL blocks are always contiguous (i.e. not gang blocks) so we
2368          * set the METASLAB_GANG_AVOID flag so that they don't "fast gang"
2369          * when allocating them.
2370          */
2371         if (use_slog) {
2372                 error = metaslab_alloc(spa, spa_log_class(spa), size,
2373                     new_bp, 1, txg, NULL,
2374                     METASLAB_FASTWRITE | METASLAB_GANG_AVOID);
2375         }
2376
2377         if (error) {
2378                 error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), size,
2379                     new_bp, 1, txg, NULL,
2380                     METASLAB_FASTWRITE | METASLAB_GANG_AVOID);
2381         }
2382
2383         if (error == 0) {
2384                 BP_SET_LSIZE(new_bp, size);
2385                 BP_SET_PSIZE(new_bp, size);
2386                 BP_SET_COMPRESS(new_bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
2387                 BP_SET_CHECKSUM(new_bp,
2388                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_SLIM_ZIL
2389                     ? ZIO_CHECKSUM_ZILOG2 : ZIO_CHECKSUM_ZILOG);
2390                 BP_SET_TYPE(new_bp, DMU_OT_INTENT_LOG);
2391                 BP_SET_LEVEL(new_bp, 0);
2392                 BP_SET_DEDUP(new_bp, 0);
2393                 BP_SET_BYTEORDER(new_bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
2394         }
2395
2396         return (error);
2397 }
2398
2399 /*
2400  * Free an intent log block.
2401  */
2402 void
2403 zio_free_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp)
2404 {
2405         ASSERT(BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_INTENT_LOG);
2406         ASSERT(!BP_IS_GANG(bp));
2407
2408         zio_free(spa, txg, bp);
2409 }
2410
2411 /*
2412  * ==========================================================================
2413  * Read and write to physical devices
2414  * ==========================================================================
2415  */
2416 static int
2417 zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
2418 {
2419         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2420         uint64_t align;
2421         spa_t *spa = zio->io_spa;
2422
2423         ASSERT(zio->io_error == 0);
2424         ASSERT(zio->io_child_error[ZIO_CHILD_VDEV] == 0);
2425
2426         if (vd == NULL) {
2427                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2428                         spa_config_enter(spa, SCL_ZIO, zio, RW_READER);
2429
2430                 /*
2431                  * The mirror_ops handle multiple DVAs in a single BP.
2432                  */
2433                 return (vdev_mirror_ops.vdev_op_io_start(zio));
2434         }
2435
2436         /*
2437          * We keep track of time-sensitive I/Os so that the scan thread
2438          * can quickly react to certain workloads.  In particular, we care
2439          * about non-scrubbing, top-level reads and writes with the following
2440          * characteristics:
2441          *      - synchronous writes of user data to non-slog devices
2442          *      - any reads of user data
2443          * When these conditions are met, adjust the timestamp of spa_last_io
2444          * which allows the scan thread to adjust its workload accordingly.
2445          */
2446         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) && zio->io_bp != NULL &&
2447             vd == vd->vdev_top && !vd->vdev_islog &&
2448             zio->io_bookmark.zb_objset != DMU_META_OBJSET &&
2449             zio->io_txg != spa_syncing_txg(spa)) {
2450                 uint64_t old = spa->spa_last_io;
2451                 uint64_t new = ddi_get_lbolt64();
2452                 if (old != new)
2453                         (void) atomic_cas_64(&spa->spa_last_io, old, new);
2454         }
2455
2456         align = 1ULL << vd->vdev_top->vdev_ashift;
2457
2458         if (P2PHASE(zio->io_size, align) != 0) {
2459                 uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
2460                 char *abuf = zio_buf_alloc(asize);
2461                 ASSERT(vd == vd->vdev_top);
2462                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
2463                         bcopy(zio->io_data, abuf, zio->io_size);
2464                         bzero(abuf + zio->io_size, asize - zio->io_size);
2465                 }
2466                 zio_push_transform(zio, abuf, asize, asize, zio_subblock);
2467         }
2468
2469         ASSERT(P2PHASE(zio->io_offset, align) == 0);
2470         ASSERT(P2PHASE(zio->io_size, align) == 0);
2471         VERIFY(zio->io_type != ZIO_TYPE_WRITE || spa_writeable(spa));
2472
2473         /*
2474          * If this is a repair I/O, and there's no self-healing involved --
2475          * that is, we're just resilvering what we expect to resilver --
2476          * then don't do the I/O unless zio's txg is actually in vd's DTL.
2477          * This prevents spurious resilvering with nested replication.
2478          * For example, given a mirror of mirrors, (A+B)+(C+D), if only
2479          * A is out of date, we'll read from C+D, then use the data to
2480          * resilver A+B -- but we don't actually want to resilver B, just A.
2481          * The top-level mirror has no way to know this, so instead we just
2482          * discard unnecessary repairs as we work our way down the vdev tree.
2483          * The same logic applies to any form of nested replication:
2484          * ditto + mirror, RAID-Z + replacing, etc.  This covers them all.
2485          */
2486         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2487             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SELF_HEAL) &&
2488             zio->io_txg != 0 && /* not a delegated i/o */
2489             !vdev_dtl_contains(vd, DTL_PARTIAL, zio->io_txg, 1)) {
2490                 ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2491                 zio_vdev_io_bypass(zio);
2492                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2493         }
2494
2495         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2496             (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)) {
2497
2498                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ && vdev_cache_read(zio) == 0)
2499                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2500
2501                 if ((zio = vdev_queue_io(zio)) == NULL)
2502                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2503
2504                 if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2505                         zio->io_error = ENXIO;
2506                         zio_interrupt(zio);
2507                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2508                 }
2509         }
2510
2511         return (vd->vdev_ops->vdev_op_io_start(zio));
2512 }
2513
2514 static int
2515 zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
2516 {
2517         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2518         vdev_ops_t *ops = vd ? vd->vdev_ops : &vdev_mirror_ops;
2519         boolean_t unexpected_error = B_FALSE;
2520
2521         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2522                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2523
2524         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2525
2526         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
2527
2528                 vdev_queue_io_done(zio);
2529
2530                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2531                         vdev_cache_write(zio);
2532
2533                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2534                         zio->io_error = zio_handle_device_injection(vd,
2535                             zio, EIO);
2536
2537                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2538                         zio->io_error = zio_handle_label_injection(zio, EIO);
2539
2540                 if (zio->io_error) {
2541                         if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2542                                 zio->io_error = ENXIO;
2543                         } else {
2544                                 unexpected_error = B_TRUE;
2545                         }
2546                 }
2547         }
2548
2549         ops->vdev_op_io_done(zio);
2550
2551         if (unexpected_error)
2552                 VERIFY(vdev_probe(vd, zio) == NULL);
2553
2554         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2555 }
2556
2557 /*
2558  * For non-raidz ZIOs, we can just copy aside the bad data read from the
2559  * disk, and use that to finish the checksum ereport later.
2560  */
2561 static void
2562 zio_vsd_default_cksum_finish(zio_cksum_report_t *zcr,
2563     const void *good_buf)
2564 {
2565         /* no processing needed */
2566         zfs_ereport_finish_checksum(zcr, good_buf, zcr->zcr_cbdata, B_FALSE);
2567 }
2568
2569 /*ARGSUSED*/
2570 void
2571 zio_vsd_default_cksum_report(zio_t *zio, zio_cksum_report_t *zcr, void *ignored)
2572 {
2573         void *buf = zio_buf_alloc(zio->io_size);
2574
2575         bcopy(zio->io_data, buf, zio->io_size);
2576
2577         zcr->zcr_cbinfo = zio->io_size;
2578         zcr->zcr_cbdata = buf;
2579         zcr->zcr_finish = zio_vsd_default_cksum_finish;
2580         zcr->zcr_free = zio_buf_free;
2581 }
2582
2583 static int
2584 zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
2585 {
2586         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2587
2588         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2589                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2590
2591         if (vd == NULL && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2592                 spa_config_exit(zio->io_spa, SCL_ZIO, zio);
2593
2594         if (zio->io_vsd != NULL) {
2595                 zio->io_vsd_ops->vsd_free(zio);
2596                 zio->io_vsd = NULL;
2597         }
2598
2599         if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2600                 zio->io_error = zio_handle_fault_injection(zio, EIO);
2601
2602         /*
2603          * If the I/O failed, determine whether we should attempt to retry it.
2604          *
2605          * On retry, we cut in line in the issue queue, since we don't want
2606          * compression/checksumming/etc. work to prevent our (cheap) IO reissue.
2607          */
2608         if (zio->io_error && vd == NULL &&
2609             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_IO_RETRY))) {
2610                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_QUEUE)); /* not a leaf */
2611                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_BYPASS));  /* not a leaf */
2612                 zio->io_error = 0;
2613                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_RETRY |
2614                     ZIO_FLAG_DONT_CACHE | ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE;
2615                 zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1;
2616                 zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE,
2617                     zio_requeue_io_start_cut_in_line);
2618                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2619         }
2620
2621         /*
2622          * If we got an error on a leaf device, convert it to ENXIO
2623          * if the device is not accessible at all.
2624          */
2625         if (zio->io_error && vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2626             !vdev_accessible(vd, zio))
2627                 zio->io_error = ENXIO;
2628
2629         /*
2630          * If we can't write to an interior vdev (mirror or RAID-Z),
2631          * set vdev_cant_write so that we stop trying to allocate from it.
2632          */
2633         if (zio->io_error == ENXIO && zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2634             vd != NULL && !vd->vdev_ops->vdev_op_leaf)
2635                 vd->vdev_cant_write = B_TRUE;
2636
2637         if (zio->io_error)
2638                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2639
2640         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2641 }
2642
2643 void
2644 zio_vdev_io_reissue(zio_t *zio)
2645 {
2646         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2647         ASSERT(zio->io_error == 0);
2648
2649         zio->io_stage >>= 1;
2650 }
2651
2652 void
2653 zio_vdev_io_redone(zio_t *zio)
2654 {
2655         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE);
2656
2657         zio->io_stage >>= 1;
2658 }
2659
2660 void
2661 zio_vdev_io_bypass(zio_t *zio)
2662 {
2663         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2664         ASSERT(zio->io_error == 0);
2665
2666         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_BYPASS;
2667         zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS >> 1;
2668 }
2669
2670 /*
2671  * ==========================================================================
2672  * Generate and verify checksums
2673  * ==========================================================================
2674  */
2675 static int
2676 zio_checksum_generate(zio_t *zio)
2677 {
2678         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2679         enum zio_checksum checksum;
2680
2681         if (bp == NULL) {
2682                 /*
2683                  * This is zio_write_phys().
2684                  * We're either generating a label checksum, or none at all.
2685                  */
2686                 checksum = zio->io_prop.zp_checksum;
2687
2688                 if (checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
2689                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2690
2691                 ASSERT(checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
2692         } else {
2693                 if (BP_IS_GANG(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG) {
2694                         ASSERT(!IO_IS_ALLOCATING(zio));
2695                         checksum = ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER;
2696                 } else {
2697                         checksum = BP_GET_CHECKSUM(bp);
2698                 }
2699         }
2700
2701         zio_checksum_compute(zio, checksum, zio->io_data, zio->io_size);
2702
2703         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2704 }
2705
2706 static int
2707 zio_checksum_verify(zio_t *zio)
2708 {
2709         zio_bad_cksum_t info;
2710         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2711         int error;
2712
2713         ASSERT(zio->io_vd != NULL);
2714
2715         if (bp == NULL) {
2716                 /*
2717                  * This is zio_read_phys().
2718                  * We're either verifying a label checksum, or nothing at all.
2719                  */
2720                 if (zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
2721                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2722
2723                 ASSERT(zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
2724         }
2725
2726         if ((error = zio_checksum_error(zio, &info)) != 0) {
2727                 zio->io_error = error;
2728                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE)) {
2729                         zfs_ereport_start_checksum(zio->io_spa,
2730                             zio->io_vd, zio, zio->io_offset,
2731                             zio->io_size, NULL, &info);
2732                 }
2733         }
2734
2735         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2736 }
2737
2738 /*
2739  * Called by RAID-Z to ensure we don't compute the checksum twice.
2740  */
2741 void
2742 zio_checksum_verified(zio_t *zio)
2743 {
2744         zio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
2745 }
2746
2747 /*
2748  * ==========================================================================
2749  * Error rank.  Error are ranked in the order 0, ENXIO, ECKSUM, EIO, other.
2750  * An error of 0 indictes success.  ENXIO indicates whole-device failure,
2751  * which may be transient (e.g. unplugged) or permament.  ECKSUM and EIO
2752  * indicate errors that are specific to one I/O, and most likely permanent.
2753  * Any other error is presumed to be worse because we weren't expecting it.
2754  * ==========================================================================
2755  */
2756 int
2757 zio_worst_error(int e1, int e2)
2758 {
2759         static int zio_error_rank[] = { 0, ENXIO, ECKSUM, EIO };
2760         int r1, r2;
2761
2762         for (r1 = 0; r1 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r1++)
2763                 if (e1 == zio_error_rank[r1])
2764                         break;
2765
2766         for (r2 = 0; r2 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r2++)
2767                 if (e2 == zio_error_rank[r2])
2768                         break;
2769
2770         return (r1 > r2 ? e1 : e2);
2771 }
2772
2773 /*
2774  * ==========================================================================
2775  * I/O completion
2776  * ==========================================================================
2777  */
2778 static int
2779 zio_ready(zio_t *zio)
2780 {
2781         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2782         zio_t *pio, *pio_next;
2783
2784         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
2785             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_READY))
2786                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2787
2788         if (zio->io_ready) {
2789                 ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
2790                 ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
2791                 ASSERT(zio->io_children[ZIO_CHILD_GANG][ZIO_WAIT_READY] == 0);
2792
2793                 zio->io_ready(zio);
2794         }
2795
2796         if (bp != NULL && bp != &zio->io_bp_copy)
2797                 zio->io_bp_copy = *bp;
2798
2799         if (zio->io_error)
2800                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2801
2802         mutex_enter(&zio->io_lock);
2803         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = 1;
2804         pio = zio_walk_parents(zio);
2805         mutex_exit(&zio->io_lock);
2806
2807         /*
2808          * As we notify zio's parents, new parents could be added.
2809          * New parents go to the head of zio's io_parent_list, however,
2810          * so we will (correctly) not notify them.  The remainder of zio's
2811          * io_parent_list, from 'pio_next' onward, cannot change because
2812          * all parents must wait for us to be done before they can be done.
2813          */
2814         for (; pio != NULL; pio = pio_next) {
2815                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
2816                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_READY);
2817         }
2818
2819         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
2820                 if (BP_IS_GANG(bp)) {
2821                         zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_NODATA;
2822                 } else {
2823                         ASSERT((uintptr_t)zio->io_data < SPA_MAXBLOCKSIZE);
2824                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
2825                 }
2826         }
2827
2828         if (zio_injection_enabled &&
2829             zio->io_spa->spa_syncing_txg == zio->io_txg)
2830                 zio_handle_ignored_writes(zio);
2831
2832         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2833 }
2834
2835 static int
2836 zio_done(zio_t *zio)
2837 {
2838         zio_t *pio, *pio_next;
2839         int c, w;
2840
2841         /*
2842          * If our children haven't all completed,
2843          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
2844          */
2845         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE) ||
2846             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE) ||
2847             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE) ||
2848             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_DONE))
2849                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2850
2851         for (c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
2852                 for (w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
2853                         ASSERT(zio->io_children[c][w] == 0);
2854
2855         if (zio->io_bp != NULL) {
2856                 ASSERT(zio->io_bp->blk_pad[0] == 0);
2857                 ASSERT(zio->io_bp->blk_pad[1] == 0);
2858                 ASSERT(bcmp(zio->io_bp, &zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t)) == 0 ||
2859                     (zio->io_bp == zio_unique_parent(zio)->io_bp));
2860                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE && !BP_IS_HOLE(zio->io_bp) &&
2861                     zio->io_bp_override == NULL &&
2862                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)) {
2863                         ASSERT(!BP_SHOULD_BYTESWAP(zio->io_bp));
2864                         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
2865                         ASSERT(BP_COUNT_GANG(zio->io_bp) == 0 ||
2866                             (BP_COUNT_GANG(zio->io_bp) == BP_GET_NDVAS(zio->io_bp)));
2867                 }
2868         }
2869
2870         /*
2871          * If there were child vdev/gang/ddt errors, they apply to us now.
2872          */
2873         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_VDEV);
2874         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_GANG);
2875         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_DDT);
2876
2877         /*
2878          * If the I/O on the transformed data was successful, generate any
2879          * checksum reports now while we still have the transformed data.
2880          */
2881         if (zio->io_error == 0) {
2882                 while (zio->io_cksum_report != NULL) {
2883                         zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
2884                         uint64_t align = zcr->zcr_align;
2885                         uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
2886                         char *abuf = zio->io_data;
2887
2888                         if (asize != zio->io_size) {
2889                                 abuf = zio_buf_alloc(asize);
2890                                 bcopy(zio->io_data, abuf, zio->io_size);
2891                                 bzero(abuf + zio->io_size, asize - zio->io_size);
2892                         }
2893
2894                         zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
2895                         zcr->zcr_next = NULL;
2896                         zcr->zcr_finish(zcr, abuf);
2897                         zfs_ereport_free_checksum(zcr);
2898
2899                         if (asize != zio->io_size)
2900                                 zio_buf_free(abuf, asize);
2901                 }
2902         }
2903
2904         zio_pop_transforms(zio);        /* note: may set zio->io_error */
2905
2906         vdev_stat_update(zio, zio->io_size);
2907
2908         /*
2909          * If this I/O is attached to a particular vdev is slow, exeeding
2910          * 30 seconds to complete, post an error described the I/O delay.
2911          * We ignore these errors if the device is currently unavailable.
2912          */
2913         if (zio->io_delay >= zio_delay_max) {
2914                 if (zio->io_vd != NULL && !vdev_is_dead(zio->io_vd))
2915                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DELAY, zio->io_spa,
2916                                          zio->io_vd, zio, 0, 0);
2917         }
2918
2919         if (zio->io_error) {
2920                 /*
2921                  * If this I/O is attached to a particular vdev,
2922                  * generate an error message describing the I/O failure
2923                  * at the block level.  We ignore these errors if the
2924                  * device is currently unavailable.
2925                  */
2926                 if (zio->io_error != ECKSUM && zio->io_vd != NULL &&
2927                         !vdev_is_dead(zio->io_vd))
2928                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO, zio->io_spa,
2929                                                 zio->io_vd, zio, 0, 0);
2930
2931                 if ((zio->io_error == EIO || !(zio->io_flags &
2932                     (ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))) &&
2933                     zio == zio->io_logical) {
2934                         /*
2935                          * For logical I/O requests, tell the SPA to log the
2936                          * error and generate a logical data ereport.
2937                          */
2938                         spa_log_error(zio->io_spa, zio);
2939                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DATA, zio->io_spa, NULL, zio,
2940                             0, 0);
2941                 }
2942         }
2943
2944         if (zio->io_error && zio == zio->io_logical) {
2945                 /*
2946                  * Determine whether zio should be reexecuted.  This will
2947                  * propagate all the way to the root via zio_notify_parent().
2948                  */
2949                 ASSERT(zio->io_vd == NULL && zio->io_bp != NULL);
2950                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2951
2952                 if (IO_IS_ALLOCATING(zio) &&
2953                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL)) {
2954                         if (zio->io_error != ENOSPC)
2955                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_NOW;
2956                         else
2957                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
2958                 }
2959
2960                 if ((zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2961                     zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) &&
2962                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) &&
2963                     zio->io_error == ENXIO &&
2964                     spa_load_state(zio->io_spa) == SPA_LOAD_NONE &&
2965                     spa_get_failmode(zio->io_spa) != ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE)
2966                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
2967
2968                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL) && !zio->io_reexecute)
2969                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
2970
2971                 /*
2972                  * Here is a possibly good place to attempt to do
2973                  * either combinatorial reconstruction or error correction
2974                  * based on checksums.  It also might be a good place
2975                  * to send out preliminary ereports before we suspend
2976                  * processing.
2977                  */
2978         }
2979
2980         /*
2981          * If there were logical child errors, they apply to us now.
2982          * We defer this until now to avoid conflating logical child
2983          * errors with errors that happened to the zio itself when
2984          * updating vdev stats and reporting FMA events above.
2985          */
2986         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL);
2987
2988         if ((zio->io_error || zio->io_reexecute) &&
2989             IO_IS_ALLOCATING(zio) && zio->io_gang_leader == zio &&
2990             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE))
2991                 zio_dva_unallocate(zio, zio->io_gang_tree, zio->io_bp);
2992
2993         zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
2994
2995         /*
2996          * Godfather I/Os should never suspend.
2997          */
2998         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
2999             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND))
3000                 zio->io_reexecute = 0;
3001
3002         if (zio->io_reexecute) {
3003                 /*
3004                  * This is a logical I/O that wants to reexecute.
3005                  *
3006                  * Reexecute is top-down.  When an i/o fails, if it's not
3007                  * the root, it simply notifies its parent and sticks around.
3008                  * The parent, seeing that it still has children in zio_done(),
3009                  * does the same.  This percolates all the way up to the root.
3010                  * The root i/o will reexecute or suspend the entire tree.
3011                  *
3012                  * This approach ensures that zio_reexecute() honors
3013                  * all the original i/o dependency relationships, e.g.
3014                  * parents not executing until children are ready.
3015                  */
3016                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3017
3018                 zio->io_gang_leader = NULL;
3019
3020                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3021                 zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3022                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3023
3024                 /*
3025                  * "The Godfather" I/O monitors its children but is
3026                  * not a true parent to them. It will track them through
3027                  * the pipeline but severs its ties whenever they get into
3028                  * trouble (e.g. suspended). This allows "The Godfather"
3029                  * I/O to return status without blocking.
3030                  */
3031                 for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3032                         zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3033                         pio_next = zio_walk_parents(zio);
3034
3035                         if ((pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3036                             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND)) {
3037                                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3038                                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3039                         }
3040                 }
3041
3042                 if ((pio = zio_unique_parent(zio)) != NULL) {
3043                         /*
3044                          * We're not a root i/o, so there's nothing to do
3045                          * but notify our parent.  Don't propagate errors
3046                          * upward since we haven't permanently failed yet.
3047                          */
3048                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
3049                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
3050                         zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3051                 } else if (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND) {
3052                         /*
3053                          * We'd fail again if we reexecuted now, so suspend
3054                          * until conditions improve (e.g. device comes online).
3055                          */
3056                         zio_suspend(zio->io_spa, zio);
3057                 } else {
3058                         /*
3059                          * Reexecution is potentially a huge amount of work.
3060                          * Hand it off to the otherwise-unused claim taskq.
3061                          */
3062                         ASSERT(taskq_empty_ent(&zio->io_tqent));
3063                         (void) taskq_dispatch_ent(
3064                             zio->io_spa->spa_zio_taskq[ZIO_TYPE_CLAIM][ZIO_TASKQ_ISSUE],
3065                             (task_func_t *)zio_reexecute, zio, 0,
3066                             &zio->io_tqent);
3067                 }
3068                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3069         }
3070
3071         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
3072         ASSERT(zio->io_reexecute == 0);
3073         ASSERT(zio->io_error == 0 || (zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL));
3074
3075         /*
3076          * Report any checksum errors, since the I/O is complete.
3077          */
3078         while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3079                 zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3080                 zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3081                 zcr->zcr_next = NULL;
3082                 zcr->zcr_finish(zcr, NULL);
3083                 zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3084         }
3085
3086         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_FASTWRITE && zio->io_bp &&
3087             !BP_IS_HOLE(zio->io_bp)) {
3088                 metaslab_fastwrite_unmark(zio->io_spa, zio->io_bp);
3089         }
3090
3091         /*
3092          * It is the responsibility of the done callback to ensure that this
3093          * particular zio is no longer discoverable for adoption, and as
3094          * such, cannot acquire any new parents.
3095          */
3096         if (zio->io_done)
3097                 zio->io_done(zio);
3098
3099         mutex_enter(&zio->io_lock);
3100         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3101         mutex_exit(&zio->io_lock);
3102
3103         for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3104                 zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3105                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3106                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3107                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3108         }
3109
3110         if (zio->io_waiter != NULL) {
3111                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3112                 zio->io_executor = NULL;
3113                 cv_broadcast(&zio->io_cv);
3114                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3115         } else {
3116                 zio_destroy(zio);
3117         }
3118
3119         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3120 }
3121
3122 /*
3123  * ==========================================================================
3124  * I/O pipeline definition
3125  * ==========================================================================
3126  */
3127 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[] = {
3128         NULL,
3129         zio_read_bp_init,
3130         zio_free_bp_init,
3131         zio_issue_async,
3132         zio_write_bp_init,
3133         zio_checksum_generate,
3134         zio_ddt_read_start,
3135         zio_ddt_read_done,
3136         zio_ddt_write,
3137         zio_ddt_free,
3138         zio_gang_assemble,
3139         zio_gang_issue,
3140         zio_dva_allocate,
3141         zio_dva_free,
3142         zio_dva_claim,
3143         zio_ready,
3144         zio_vdev_io_start,
3145         zio_vdev_io_done,
3146         zio_vdev_io_assess,
3147         zio_checksum_verify,
3148         zio_done
3149 };
3150
3151 /* dnp is the dnode for zb1->zb_object */
3152 boolean_t
3153 zbookmark_is_before(const dnode_phys_t *dnp, const zbookmark_t *zb1,
3154     const zbookmark_t *zb2)
3155 {
3156         uint64_t zb1nextL0, zb2thisobj;
3157
3158         ASSERT(zb1->zb_objset == zb2->zb_objset);
3159         ASSERT(zb2->zb_level == 0);
3160
3161         /*
3162          * A bookmark in the deadlist is considered to be after
3163          * everything else.
3164          */
3165         if (zb2->zb_object == DMU_DEADLIST_OBJECT)
3166                 return (B_TRUE);
3167
3168         /* The objset_phys_t isn't before anything. */
3169         if (dnp == NULL)
3170                 return (B_FALSE);
3171
3172         zb1nextL0 = (zb1->zb_blkid + 1) <<
3173             ((zb1->zb_level) * (dnp->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT));
3174
3175         zb2thisobj = zb2->zb_object ? zb2->zb_object :
3176             zb2->zb_blkid << (DNODE_BLOCK_SHIFT - DNODE_SHIFT);
3177
3178         if (zb1->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3179                 uint64_t nextobj = zb1nextL0 *
3180                     (dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT) >> DNODE_SHIFT;
3181                 return (nextobj <= zb2thisobj);
3182         }
3183
3184         if (zb1->zb_object < zb2thisobj)
3185                 return (B_TRUE);
3186         if (zb1->zb_object > zb2thisobj)
3187                 return (B_FALSE);
3188         if (zb2->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT)
3189                 return (B_FALSE);
3190         return (zb1nextL0 <= zb2->zb_blkid);
3191 }
3192
3193 #if defined(_KERNEL) && defined(HAVE_SPL)
3194 /* Fault injection */
3195 EXPORT_SYMBOL(zio_injection_enabled);
3196 EXPORT_SYMBOL(zio_inject_fault);
3197 EXPORT_SYMBOL(zio_inject_list_next);
3198 EXPORT_SYMBOL(zio_clear_fault);
3199 EXPORT_SYMBOL(zio_handle_fault_injection);
3200 EXPORT_SYMBOL(zio_handle_device_injection);
3201 EXPORT_SYMBOL(zio_handle_label_injection);
3202 EXPORT_SYMBOL(zio_priority_table);
3203 EXPORT_SYMBOL(zio_type_name);
3204
3205 module_param(zio_bulk_flags, int, 0644);
3206 MODULE_PARM_DESC(zio_bulk_flags, "Additional flags to pass to bulk buffers");
3207
3208 module_param(zio_delay_max, int, 0644);
3209 MODULE_PARM_DESC(zio_delay_max, "Max zio millisec delay before posting event");
3210
3211 module_param(zio_requeue_io_start_cut_in_line, int, 0644);
3212 MODULE_PARM_DESC(zio_requeue_io_start_cut_in_line, "Prioritize requeued I/O");
3213 #endif