62a9082cbb8829d7568490909d233220d6f90817
[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 extern int zfs_mg_alloc_failures;
83
84 /*
85  * The following actions directly effect the spa's sync-to-convergence logic.
86  * The values below define the sync pass when we start performing the action.
87  * Care should be taken when changing these values as they directly impact
88  * spa_sync() performance. Tuning these values may introduce subtle performance
89  * pathologies and should only be done in the context of performance analysis.
90  * These tunables will eventually be removed and replaced with #defines once
91  * enough analysis has been done to determine optimal values.
92  *
93  * The 'zfs_sync_pass_deferred_free' pass must be greater than 1 to ensure that
94  * regular blocks are not deferred.
95  */
96 int zfs_sync_pass_deferred_free = 2; /* defer frees starting in this pass */
97 int zfs_sync_pass_dont_compress = 5; /* don't compress starting in this pass */
98 int zfs_sync_pass_rewrite = 2; /* rewrite new bps starting in this pass */
99
100 /*
101  * An allocating zio is one that either currently has the DVA allocate
102  * stage set or will have it later in its lifetime.
103  */
104 #define IO_IS_ALLOCATING(zio) ((zio)->io_orig_pipeline & ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE)
105
106 int zio_requeue_io_start_cut_in_line = 1;
107
108 #ifdef ZFS_DEBUG
109 int zio_buf_debug_limit = 16384;
110 #else
111 int zio_buf_debug_limit = 0;
112 #endif
113
114 static inline void __zio_execute(zio_t *zio);
115
116 static int
117 zio_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
118 {
119         zio_t *zio = arg;
120
121         bzero(zio, sizeof (zio_t));
122
123         mutex_init(&zio->io_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
124         cv_init(&zio->io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
125
126         list_create(&zio->io_parent_list, sizeof (zio_link_t),
127             offsetof(zio_link_t, zl_parent_node));
128         list_create(&zio->io_child_list, sizeof (zio_link_t),
129             offsetof(zio_link_t, zl_child_node));
130
131         return (0);
132 }
133
134 static void
135 zio_dest(void *arg, void *unused)
136 {
137         zio_t *zio = arg;
138
139         mutex_destroy(&zio->io_lock);
140         cv_destroy(&zio->io_cv);
141         list_destroy(&zio->io_parent_list);
142         list_destroy(&zio->io_child_list);
143 }
144
145 void
146 zio_init(void)
147 {
148         size_t c;
149         vmem_t *data_alloc_arena = NULL;
150
151         zio_cache = kmem_cache_create("zio_cache", sizeof (zio_t), 0,
152             zio_cons, zio_dest, NULL, NULL, NULL, KMC_KMEM);
153         zio_link_cache = kmem_cache_create("zio_link_cache",
154             sizeof (zio_link_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, KMC_KMEM);
155         zio_vdev_cache = kmem_cache_create("zio_vdev_cache", sizeof(vdev_io_t),
156             PAGESIZE, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, KMC_VMEM);
157
158         /*
159          * For small buffers, we want a cache for each multiple of
160          * SPA_MINBLOCKSIZE.  For medium-size buffers, we want a cache
161          * for each quarter-power of 2.  For large buffers, we want
162          * a cache for each multiple of PAGESIZE.
163          */
164         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
165                 size_t size = (c + 1) << SPA_MINBLOCKSHIFT;
166                 size_t p2 = size;
167                 size_t align = 0;
168
169                 while (p2 & (p2 - 1))
170                         p2 &= p2 - 1;
171
172                 if (size <= 4 * SPA_MINBLOCKSIZE) {
173                         align = SPA_MINBLOCKSIZE;
174                 } else if (P2PHASE(size, PAGESIZE) == 0) {
175                         align = PAGESIZE;
176                 } else if (P2PHASE(size, p2 >> 2) == 0) {
177                         align = p2 >> 2;
178                 }
179
180                 if (align != 0) {
181                         char name[36];
182                         int flags = zio_bulk_flags;
183
184                         /*
185                          * The smallest buffers (512b) are heavily used and
186                          * experience a lot of churn.  The slabs allocated
187                          * for them are also relatively small (32K).  Thus
188                          * in over to avoid expensive calls to vmalloc() we
189                          * make an exception to the usual slab allocation
190                          * policy and force these buffers to be kmem backed.
191                          */
192                         if (size == (1 << SPA_MINBLOCKSHIFT))
193                                 flags |= KMC_KMEM;
194
195                         (void) sprintf(name, "zio_buf_%lu", (ulong_t)size);
196                         zio_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
197                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, flags);
198
199                         (void) sprintf(name, "zio_data_buf_%lu", (ulong_t)size);
200                         zio_data_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
201                             align, NULL, NULL, NULL, NULL,
202                             data_alloc_arena, flags);
203                 }
204         }
205
206         while (--c != 0) {
207                 ASSERT(zio_buf_cache[c] != NULL);
208                 if (zio_buf_cache[c - 1] == NULL)
209                         zio_buf_cache[c - 1] = zio_buf_cache[c];
210
211                 ASSERT(zio_data_buf_cache[c] != NULL);
212                 if (zio_data_buf_cache[c - 1] == NULL)
213                         zio_data_buf_cache[c - 1] = zio_data_buf_cache[c];
214         }
215
216         /*
217          * The zio write taskqs have 1 thread per cpu, allow 1/2 of the taskqs
218          * to fail 3 times per txg or 8 failures, whichever is greater.
219          */
220         zfs_mg_alloc_failures = MAX((3 * max_ncpus / 2), 8);
221
222         zio_inject_init();
223
224         lz4_init();
225 }
226
227 void
228 zio_fini(void)
229 {
230         size_t c;
231         kmem_cache_t *last_cache = NULL;
232         kmem_cache_t *last_data_cache = NULL;
233
234         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
235                 if (zio_buf_cache[c] != last_cache) {
236                         last_cache = zio_buf_cache[c];
237                         kmem_cache_destroy(zio_buf_cache[c]);
238                 }
239                 zio_buf_cache[c] = NULL;
240
241                 if (zio_data_buf_cache[c] != last_data_cache) {
242                         last_data_cache = zio_data_buf_cache[c];
243                         kmem_cache_destroy(zio_data_buf_cache[c]);
244                 }
245                 zio_data_buf_cache[c] = NULL;
246         }
247
248         kmem_cache_destroy(zio_vdev_cache);
249         kmem_cache_destroy(zio_link_cache);
250         kmem_cache_destroy(zio_cache);
251
252         zio_inject_fini();
253
254         lz4_fini();
255 }
256
257 /*
258  * ==========================================================================
259  * Allocate and free I/O buffers
260  * ==========================================================================
261  */
262
263 /*
264  * Use zio_buf_alloc to allocate ZFS metadata.  This data will appear in a
265  * crashdump if the kernel panics, so use it judiciously.  Obviously, it's
266  * useful to inspect ZFS metadata, but if possible, we should avoid keeping
267  * excess / transient data in-core during a crashdump.
268  */
269 void *
270 zio_buf_alloc(size_t size)
271 {
272         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
273
274         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
275
276         return (kmem_cache_alloc(zio_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE | KM_NODEBUG));
277 }
278
279 /*
280  * Use zio_data_buf_alloc to allocate data.  The data will not appear in a
281  * crashdump if the kernel panics.  This exists so that we will limit the amount
282  * of ZFS data that shows up in a kernel crashdump.  (Thus reducing the amount
283  * of kernel heap dumped to disk when the kernel panics)
284  */
285 void *
286 zio_data_buf_alloc(size_t size)
287 {
288         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
289
290         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
291
292         return (kmem_cache_alloc(zio_data_buf_cache[c],
293             KM_PUSHPAGE | KM_NODEBUG));
294 }
295
296 void
297 zio_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_buf_cache[c], buf);
304 }
305
306 void
307 zio_data_buf_free(void *buf, size_t size)
308 {
309         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
310
311         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
312
313         kmem_cache_free(zio_data_buf_cache[c], buf);
314 }
315
316 /*
317  * Dedicated I/O buffers to ensure that memory fragmentation never prevents
318  * or significantly delays the issuing of a zio.   These buffers are used
319  * to aggregate I/O and could be used for raidz stripes.
320  */
321 void *
322 zio_vdev_alloc(void)
323 {
324         return (kmem_cache_alloc(zio_vdev_cache, KM_PUSHPAGE));
325 }
326
327 void
328 zio_vdev_free(void *buf)
329 {
330         kmem_cache_free(zio_vdev_cache, buf);
331
332 }
333
334 /*
335  * ==========================================================================
336  * Push and pop I/O transform buffers
337  * ==========================================================================
338  */
339 static void
340 zio_push_transform(zio_t *zio, void *data, uint64_t size, uint64_t bufsize,
341         zio_transform_func_t *transform)
342 {
343         zio_transform_t *zt = kmem_alloc(sizeof (zio_transform_t), KM_PUSHPAGE);
344
345         zt->zt_orig_data = zio->io_data;
346         zt->zt_orig_size = zio->io_size;
347         zt->zt_bufsize = bufsize;
348         zt->zt_transform = transform;
349
350         zt->zt_next = zio->io_transform_stack;
351         zio->io_transform_stack = zt;
352
353         zio->io_data = data;
354         zio->io_size = size;
355 }
356
357 static void
358 zio_pop_transforms(zio_t *zio)
359 {
360         zio_transform_t *zt;
361
362         while ((zt = zio->io_transform_stack) != NULL) {
363                 if (zt->zt_transform != NULL)
364                         zt->zt_transform(zio,
365                             zt->zt_orig_data, zt->zt_orig_size);
366
367                 if (zt->zt_bufsize != 0)
368                         zio_buf_free(zio->io_data, zt->zt_bufsize);
369
370                 zio->io_data = zt->zt_orig_data;
371                 zio->io_size = zt->zt_orig_size;
372                 zio->io_transform_stack = zt->zt_next;
373
374                 kmem_free(zt, sizeof (zio_transform_t));
375         }
376 }
377
378 /*
379  * ==========================================================================
380  * I/O transform callbacks for subblocks and decompression
381  * ==========================================================================
382  */
383 static void
384 zio_subblock(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
385 {
386         ASSERT(zio->io_size > size);
387
388         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
389                 bcopy(zio->io_data, data, size);
390 }
391
392 static void
393 zio_decompress(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
394 {
395         if (zio->io_error == 0 &&
396             zio_decompress_data(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp),
397             zio->io_data, data, zio->io_size, size) != 0)
398                 zio->io_error = EIO;
399 }
400
401 /*
402  * ==========================================================================
403  * I/O parent/child relationships and pipeline interlocks
404  * ==========================================================================
405  */
406 /*
407  * NOTE - Callers to zio_walk_parents() and zio_walk_children must
408  *        continue calling these functions until they return NULL.
409  *        Otherwise, the next caller will pick up the list walk in
410  *        some indeterminate state.  (Otherwise every caller would
411  *        have to pass in a cookie to keep the state represented by
412  *        io_walk_link, which gets annoying.)
413  */
414 zio_t *
415 zio_walk_parents(zio_t *cio)
416 {
417         zio_link_t *zl = cio->io_walk_link;
418         list_t *pl = &cio->io_parent_list;
419
420         zl = (zl == NULL) ? list_head(pl) : list_next(pl, zl);
421         cio->io_walk_link = zl;
422
423         if (zl == NULL)
424                 return (NULL);
425
426         ASSERT(zl->zl_child == cio);
427         return (zl->zl_parent);
428 }
429
430 zio_t *
431 zio_walk_children(zio_t *pio)
432 {
433         zio_link_t *zl = pio->io_walk_link;
434         list_t *cl = &pio->io_child_list;
435
436         zl = (zl == NULL) ? list_head(cl) : list_next(cl, zl);
437         pio->io_walk_link = zl;
438
439         if (zl == NULL)
440                 return (NULL);
441
442         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
443         return (zl->zl_child);
444 }
445
446 zio_t *
447 zio_unique_parent(zio_t *cio)
448 {
449         zio_t *pio = zio_walk_parents(cio);
450
451         VERIFY(zio_walk_parents(cio) == NULL);
452         return (pio);
453 }
454
455 void
456 zio_add_child(zio_t *pio, zio_t *cio)
457 {
458         zio_link_t *zl = kmem_cache_alloc(zio_link_cache, KM_PUSHPAGE);
459         int w;
460
461         /*
462          * Logical I/Os can have logical, gang, or vdev children.
463          * Gang I/Os can have gang or vdev children.
464          * Vdev I/Os can only have vdev children.
465          * The following ASSERT captures all of these constraints.
466          */
467         ASSERT(cio->io_child_type <= pio->io_child_type);
468
469         zl->zl_parent = pio;
470         zl->zl_child = cio;
471
472         mutex_enter(&cio->io_lock);
473         mutex_enter(&pio->io_lock);
474
475         ASSERT(pio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] == 0);
476
477         for (w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
478                 pio->io_children[cio->io_child_type][w] += !cio->io_state[w];
479
480         list_insert_head(&pio->io_child_list, zl);
481         list_insert_head(&cio->io_parent_list, zl);
482
483         pio->io_child_count++;
484         cio->io_parent_count++;
485
486         mutex_exit(&pio->io_lock);
487         mutex_exit(&cio->io_lock);
488 }
489
490 static void
491 zio_remove_child(zio_t *pio, zio_t *cio, zio_link_t *zl)
492 {
493         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
494         ASSERT(zl->zl_child == cio);
495
496         mutex_enter(&cio->io_lock);
497         mutex_enter(&pio->io_lock);
498
499         list_remove(&pio->io_child_list, zl);
500         list_remove(&cio->io_parent_list, zl);
501
502         pio->io_child_count--;
503         cio->io_parent_count--;
504
505         mutex_exit(&pio->io_lock);
506         mutex_exit(&cio->io_lock);
507
508         kmem_cache_free(zio_link_cache, zl);
509 }
510
511 static boolean_t
512 zio_wait_for_children(zio_t *zio, enum zio_child child, enum zio_wait_type wait)
513 {
514         uint64_t *countp = &zio->io_children[child][wait];
515         boolean_t waiting = B_FALSE;
516
517         mutex_enter(&zio->io_lock);
518         ASSERT(zio->io_stall == NULL);
519         if (*countp != 0) {
520                 zio->io_stage >>= 1;
521                 zio->io_stall = countp;
522                 waiting = B_TRUE;
523         }
524         mutex_exit(&zio->io_lock);
525
526         return (waiting);
527 }
528
529 __attribute__((always_inline))
530 static inline void
531 zio_notify_parent(zio_t *pio, zio_t *zio, enum zio_wait_type wait)
532 {
533         uint64_t *countp = &pio->io_children[zio->io_child_type][wait];
534         int *errorp = &pio->io_child_error[zio->io_child_type];
535
536         mutex_enter(&pio->io_lock);
537         if (zio->io_error && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))
538                 *errorp = zio_worst_error(*errorp, zio->io_error);
539         pio->io_reexecute |= zio->io_reexecute;
540         ASSERT3U(*countp, >, 0);
541         if (--*countp == 0 && pio->io_stall == countp) {
542                 pio->io_stall = NULL;
543                 mutex_exit(&pio->io_lock);
544                 __zio_execute(pio);
545         } else {
546                 mutex_exit(&pio->io_lock);
547         }
548 }
549
550 static void
551 zio_inherit_child_errors(zio_t *zio, enum zio_child c)
552 {
553         if (zio->io_child_error[c] != 0 && zio->io_error == 0)
554                 zio->io_error = zio->io_child_error[c];
555 }
556
557 /*
558  * ==========================================================================
559  * Create the various types of I/O (read, write, free, etc)
560  * ==========================================================================
561  */
562 static zio_t *
563 zio_create(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
564     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
565     zio_type_t type, int priority, enum zio_flag flags,
566     vdev_t *vd, uint64_t offset, const zbookmark_t *zb,
567     enum zio_stage stage, enum zio_stage pipeline)
568 {
569         zio_t *zio;
570
571         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
572         ASSERT(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
573         ASSERT(P2PHASE(offset, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
574
575         ASSERT(!vd || spa_config_held(spa, SCL_STATE_ALL, RW_READER));
576         ASSERT(!bp || !(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER));
577         ASSERT(vd || stage == ZIO_STAGE_OPEN);
578
579         zio = kmem_cache_alloc(zio_cache, KM_PUSHPAGE);
580
581         if (vd != NULL)
582                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_VDEV;
583         else if (flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD)
584                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_GANG;
585         else if (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD)
586                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_DDT;
587         else
588                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_LOGICAL;
589
590         if (bp != NULL) {
591                 zio->io_logical = NULL;
592                 zio->io_bp = (blkptr_t *)bp;
593                 zio->io_bp_copy = *bp;
594                 zio->io_bp_orig = *bp;
595                 if (type != ZIO_TYPE_WRITE ||
596                     zio->io_child_type == ZIO_CHILD_DDT)
597                         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;  /* so caller can free */
598                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
599                         zio->io_logical = zio;
600                 if (zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG && BP_IS_GANG(bp))
601                         pipeline |= ZIO_GANG_STAGES;
602         } else {
603                 zio->io_logical = NULL;
604                 zio->io_bp = NULL;
605                 bzero(&zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t));
606                 bzero(&zio->io_bp_orig, sizeof (blkptr_t));
607         }
608
609         zio->io_spa = spa;
610         zio->io_txg = txg;
611         zio->io_ready = NULL;
612         zio->io_done = done;
613         zio->io_private = private;
614         zio->io_prev_space_delta = 0;
615         zio->io_type = type;
616         zio->io_priority = priority;
617         zio->io_vd = vd;
618         zio->io_vsd = NULL;
619         zio->io_vsd_ops = NULL;
620         zio->io_offset = offset;
621         zio->io_deadline = 0;
622         zio->io_timestamp = 0;
623         zio->io_delta = 0;
624         zio->io_delay = 0;
625         zio->io_orig_data = zio->io_data = data;
626         zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
627         zio->io_orig_flags = zio->io_flags = flags;
628         zio->io_orig_stage = zio->io_stage = stage;
629         zio->io_orig_pipeline = zio->io_pipeline = pipeline;
630         bzero(&zio->io_prop, sizeof (zio_prop_t));
631         zio->io_cmd = 0;
632         zio->io_reexecute = 0;
633         zio->io_bp_override = NULL;
634         zio->io_walk_link = NULL;
635         zio->io_transform_stack = NULL;
636         zio->io_error = 0;
637         zio->io_child_count = 0;
638         zio->io_parent_count = 0;
639         zio->io_stall = NULL;
640         zio->io_gang_leader = NULL;
641         zio->io_gang_tree = NULL;
642         zio->io_executor = NULL;
643         zio->io_waiter = NULL;
644         zio->io_cksum_report = NULL;
645         zio->io_ena = 0;
646         bzero(zio->io_child_error, sizeof (int) * ZIO_CHILD_TYPES);
647         bzero(zio->io_children,
648             sizeof (uint64_t) * ZIO_CHILD_TYPES * ZIO_WAIT_TYPES);
649         bzero(&zio->io_bookmark, sizeof (zbookmark_t));
650
651         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = (stage >= ZIO_STAGE_READY);
652         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = (stage >= ZIO_STAGE_DONE);
653
654         if (zb != NULL)
655                 zio->io_bookmark = *zb;
656
657         if (pio != NULL) {
658                 if (zio->io_logical == NULL)
659                         zio->io_logical = pio->io_logical;
660                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG)
661                         zio->io_gang_leader = pio->io_gang_leader;
662                 zio_add_child(pio, zio);
663         }
664
665         taskq_init_ent(&zio->io_tqent);
666
667         return (zio);
668 }
669
670 static void
671 zio_destroy(zio_t *zio)
672 {
673         kmem_cache_free(zio_cache, zio);
674 }
675
676 zio_t *
677 zio_null(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, zio_done_func_t *done,
678     void *private, enum zio_flag flags)
679 {
680         zio_t *zio;
681
682         zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
683             ZIO_TYPE_NULL, ZIO_PRIORITY_NOW, flags, vd, 0, NULL,
684             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_INTERLOCK_PIPELINE);
685
686         return (zio);
687 }
688
689 zio_t *
690 zio_root(spa_t *spa, zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
691 {
692         return (zio_null(NULL, spa, NULL, done, private, flags));
693 }
694
695 zio_t *
696 zio_read(zio_t *pio, spa_t *spa, const blkptr_t *bp,
697     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
698     int priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_t *zb)
699 {
700         zio_t *zio;
701
702         zio = zio_create(pio, spa, BP_PHYSICAL_BIRTH(bp), bp,
703             data, size, done, private,
704             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, NULL, 0, zb,
705             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
706             ZIO_DDT_CHILD_READ_PIPELINE : ZIO_READ_PIPELINE);
707
708         return (zio);
709 }
710
711 zio_t *
712 zio_write(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp,
713     void *data, uint64_t size, const zio_prop_t *zp,
714     zio_done_func_t *ready, zio_done_func_t *done, void *private,
715     int priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_t *zb)
716 {
717         zio_t *zio;
718
719         ASSERT(zp->zp_checksum >= ZIO_CHECKSUM_OFF &&
720             zp->zp_checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS &&
721             zp->zp_compress >= ZIO_COMPRESS_OFF &&
722             zp->zp_compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS &&
723             DMU_OT_IS_VALID(zp->zp_type) &&
724             zp->zp_level < 32 &&
725             zp->zp_copies > 0 &&
726             zp->zp_copies <= spa_max_replication(spa) &&
727             zp->zp_dedup <= 1 &&
728             zp->zp_dedup_verify <= 1);
729
730         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
731             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
732             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
733             ZIO_DDT_CHILD_WRITE_PIPELINE : ZIO_WRITE_PIPELINE);
734
735         zio->io_ready = ready;
736         zio->io_prop = *zp;
737
738         return (zio);
739 }
740
741 zio_t *
742 zio_rewrite(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp, void *data,
743     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private, int priority,
744     enum zio_flag flags, zbookmark_t *zb)
745 {
746         zio_t *zio;
747
748         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
749             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
750             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_REWRITE_PIPELINE);
751
752         return (zio);
753 }
754
755 void
756 zio_write_override(zio_t *zio, blkptr_t *bp, int copies)
757 {
758         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
759         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
760         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
761         ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(zio->io_spa));
762
763         zio->io_prop.zp_copies = copies;
764         zio->io_bp_override = bp;
765 }
766
767 void
768 zio_free(spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp)
769 {
770         bplist_append(&spa->spa_free_bplist[txg & TXG_MASK], bp);
771 }
772
773 zio_t *
774 zio_free_sync(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
775     enum zio_flag flags)
776 {
777         zio_t *zio;
778
779         dprintf_bp(bp, "freeing in txg %llu, pass %u",
780             (longlong_t)txg, spa->spa_sync_pass);
781
782         ASSERT(!BP_IS_HOLE(bp));
783         ASSERT(spa_syncing_txg(spa) == txg);
784         ASSERT(spa_sync_pass(spa) < zfs_sync_pass_deferred_free);
785
786         arc_freed(spa, bp);
787
788         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
789             NULL, NULL, ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_FREE, flags,
790             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_FREE_PIPELINE);
791
792         return (zio);
793 }
794
795 zio_t *
796 zio_claim(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
797     zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
798 {
799         zio_t *zio;
800
801         /*
802          * A claim is an allocation of a specific block.  Claims are needed
803          * to support immediate writes in the intent log.  The issue is that
804          * immediate writes contain committed data, but in a txg that was
805          * *not* committed.  Upon opening the pool after an unclean shutdown,
806          * the intent log claims all blocks that contain immediate write data
807          * so that the SPA knows they're in use.
808          *
809          * All claims *must* be resolved in the first txg -- before the SPA
810          * starts allocating blocks -- so that nothing is allocated twice.
811          * If txg == 0 we just verify that the block is claimable.
812          */
813         ASSERT3U(spa->spa_uberblock.ub_rootbp.blk_birth, <, spa_first_txg(spa));
814         ASSERT(txg == spa_first_txg(spa) || txg == 0);
815         ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp) || !spa_writeable(spa));       /* zdb(1M) */
816
817         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
818             done, private, ZIO_TYPE_CLAIM, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
819             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_CLAIM_PIPELINE);
820
821         return (zio);
822 }
823
824 zio_t *
825 zio_ioctl(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, int cmd,
826     zio_done_func_t *done, void *private, int priority, enum zio_flag flags)
827 {
828         zio_t *zio;
829         int c;
830
831         if (vd->vdev_children == 0) {
832                 zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
833                     ZIO_TYPE_IOCTL, priority, flags, vd, 0, NULL,
834                     ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_IOCTL_PIPELINE);
835
836                 zio->io_cmd = cmd;
837         } else {
838                 zio = zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, flags);
839
840                 for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
841                         zio_nowait(zio_ioctl(zio, spa, vd->vdev_child[c], cmd,
842                             done, private, priority, flags));
843         }
844
845         return (zio);
846 }
847
848 zio_t *
849 zio_read_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
850     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
851     int priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
852 {
853         zio_t *zio;
854
855         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
856         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
857             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
858         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
859
860         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
861             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, vd, offset, NULL,
862             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_READ_PHYS_PIPELINE);
863
864         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
865
866         return (zio);
867 }
868
869 zio_t *
870 zio_write_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
871     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
872     int priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
873 {
874         zio_t *zio;
875
876         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
877         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
878             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
879         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
880
881         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
882             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, vd, offset, NULL,
883             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_WRITE_PHYS_PIPELINE);
884
885         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
886
887         if (zio_checksum_table[checksum].ci_eck) {
888                 /*
889                  * zec checksums are necessarily destructive -- they modify
890                  * the end of the write buffer to hold the verifier/checksum.
891                  * Therefore, we must make a local copy in case the data is
892                  * being written to multiple places in parallel.
893                  */
894                 void *wbuf = zio_buf_alloc(size);
895                 bcopy(data, wbuf, size);
896                 zio_push_transform(zio, wbuf, size, size, NULL);
897         }
898
899         return (zio);
900 }
901
902 /*
903  * Create a child I/O to do some work for us.
904  */
905 zio_t *
906 zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
907         void *data, uint64_t size, int type, int priority, enum zio_flag flags,
908         zio_done_func_t *done, void *private)
909 {
910         enum zio_stage pipeline = ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE;
911         zio_t *zio;
912
913         ASSERT(vd->vdev_parent ==
914             (pio->io_vd ? pio->io_vd : pio->io_spa->spa_root_vdev));
915
916         if (type == ZIO_TYPE_READ && bp != NULL) {
917                 /*
918                  * If we have the bp, then the child should perform the
919                  * checksum and the parent need not.  This pushes error
920                  * detection as close to the leaves as possible and
921                  * eliminates redundant checksums in the interior nodes.
922                  */
923                 pipeline |= ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
924                 pio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
925         }
926
927         if (vd->vdev_children == 0)
928                 offset += VDEV_LABEL_START_SIZE;
929
930         flags |= ZIO_VDEV_CHILD_FLAGS(pio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
931
932         /*
933          * If we've decided to do a repair, the write is not speculative --
934          * even if the original read was.
935          */
936         if (flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)
937                 flags &= ~ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
938
939         zio = zio_create(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp, data, size,
940             done, private, type, priority, flags, vd, offset, &pio->io_bookmark,
941             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, pipeline);
942
943         return (zio);
944 }
945
946 zio_t *
947 zio_vdev_delegated_io(vdev_t *vd, uint64_t offset, void *data, uint64_t size,
948         int type, int priority, enum zio_flag flags,
949         zio_done_func_t *done, void *private)
950 {
951         zio_t *zio;
952
953         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
954
955         zio = zio_create(NULL, vd->vdev_spa, 0, NULL,
956             data, size, done, private, type, priority,
957             flags | ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_RETRY,
958             vd, offset, NULL,
959             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE);
960
961         return (zio);
962 }
963
964 void
965 zio_flush(zio_t *zio, vdev_t *vd)
966 {
967         zio_nowait(zio_ioctl(zio, zio->io_spa, vd, DKIOCFLUSHWRITECACHE,
968             NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_NOW,
969             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY));
970 }
971
972 void
973 zio_shrink(zio_t *zio, uint64_t size)
974 {
975         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
976         ASSERT(zio->io_orig_size == zio->io_size);
977         ASSERT(size <= zio->io_size);
978
979         /*
980          * We don't shrink for raidz because of problems with the
981          * reconstruction when reading back less than the block size.
982          * Note, BP_IS_RAIDZ() assumes no compression.
983          */
984         ASSERT(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp) == ZIO_COMPRESS_OFF);
985         if (!BP_IS_RAIDZ(zio->io_bp))
986                 zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
987 }
988
989 /*
990  * ==========================================================================
991  * Prepare to read and write logical blocks
992  * ==========================================================================
993  */
994
995 static int
996 zio_read_bp_init(zio_t *zio)
997 {
998         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
999
1000         if (BP_GET_COMPRESS(bp) != ZIO_COMPRESS_OFF &&
1001             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1002             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW)) {
1003                 uint64_t psize = BP_GET_PSIZE(bp);
1004                 void *cbuf = zio_buf_alloc(psize);
1005
1006                 zio_push_transform(zio, cbuf, psize, psize, zio_decompress);
1007         }
1008
1009         if (!DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) && BP_GET_LEVEL(bp) == 0)
1010                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1011
1012         if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_DDT_ZAP)
1013                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1014
1015         if (BP_GET_DEDUP(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
1016                 zio->io_pipeline = ZIO_DDT_READ_PIPELINE;
1017
1018         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1019 }
1020
1021 static int
1022 zio_write_bp_init(zio_t *zio)
1023 {
1024         spa_t *spa = zio->io_spa;
1025         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
1026         enum zio_compress compress = zp->zp_compress;
1027         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1028         uint64_t lsize = zio->io_size;
1029         uint64_t psize = lsize;
1030         int pass = 1;
1031
1032         /*
1033          * If our children haven't all reached the ready stage,
1034          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
1035          */
1036         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
1037             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_READY))
1038                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1039
1040         if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
1041                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1042
1043         ASSERT(zio->io_child_type != ZIO_CHILD_DDT);
1044
1045         if (zio->io_bp_override) {
1046                 ASSERT(bp->blk_birth != zio->io_txg);
1047                 ASSERT(BP_GET_DEDUP(zio->io_bp_override) == 0);
1048
1049                 *bp = *zio->io_bp_override;
1050                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1051
1052                 if (BP_IS_HOLE(bp) || !zp->zp_dedup)
1053                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1054
1055                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup ||
1056                     zp->zp_dedup_verify);
1057
1058                 if (BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum) {
1059                         BP_SET_DEDUP(bp, 1);
1060                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_DDT_WRITE;
1061                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1062                 }
1063                 zio->io_bp_override = NULL;
1064                 BP_ZERO(bp);
1065         }
1066
1067         if (bp->blk_birth == zio->io_txg) {
1068                 /*
1069                  * We're rewriting an existing block, which means we're
1070                  * working on behalf of spa_sync().  For spa_sync() to
1071                  * converge, it must eventually be the case that we don't
1072                  * have to allocate new blocks.  But compression changes
1073                  * the blocksize, which forces a reallocate, and makes
1074                  * convergence take longer.  Therefore, after the first
1075                  * few passes, stop compressing to ensure convergence.
1076                  */
1077                 pass = spa_sync_pass(spa);
1078
1079                 ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(spa));
1080                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1081                 ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp));
1082
1083                 if (pass >= zfs_sync_pass_dont_compress)
1084                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1085
1086                 /* Make sure someone doesn't change their mind on overwrites */
1087                 ASSERT(MIN(zp->zp_copies + BP_IS_GANG(bp),
1088                     spa_max_replication(spa)) == BP_GET_NDVAS(bp));
1089         }
1090
1091         if (compress != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1092                 void *cbuf = zio_buf_alloc(lsize);
1093                 psize = zio_compress_data(compress, zio->io_data, cbuf, lsize);
1094                 if (psize == 0 || psize == lsize) {
1095                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1096                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1097                 } else {
1098                         ASSERT(psize < lsize);
1099                         zio_push_transform(zio, cbuf, psize, lsize, NULL);
1100                 }
1101         }
1102
1103         /*
1104          * The final pass of spa_sync() must be all rewrites, but the first
1105          * few passes offer a trade-off: allocating blocks defers convergence,
1106          * but newly allocated blocks are sequential, so they can be written
1107          * to disk faster.  Therefore, we allow the first few passes of
1108          * spa_sync() to allocate new blocks, but force rewrites after that.
1109          * There should only be a handful of blocks after pass 1 in any case.
1110          */
1111         if (bp->blk_birth == zio->io_txg && BP_GET_PSIZE(bp) == psize &&
1112             pass >= zfs_sync_pass_rewrite) {
1113                 enum zio_stage gang_stages = zio->io_pipeline & ZIO_GANG_STAGES;
1114                 ASSERT(psize != 0);
1115                 zio->io_pipeline = ZIO_REWRITE_PIPELINE | gang_stages;
1116                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_REWRITE;
1117         } else {
1118                 BP_ZERO(bp);
1119                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
1120         }
1121
1122         if (psize == 0) {
1123                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1124         } else {
1125                 ASSERT(zp->zp_checksum != ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER);
1126                 BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1127                 BP_SET_PSIZE(bp, psize);
1128                 BP_SET_COMPRESS(bp, compress);
1129                 BP_SET_CHECKSUM(bp, zp->zp_checksum);
1130                 BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1131                 BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1132                 BP_SET_DEDUP(bp, zp->zp_dedup);
1133                 BP_SET_BYTEORDER(bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
1134                 if (zp->zp_dedup) {
1135                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1136                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1137                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_WRITE_PIPELINE;
1138                 }
1139         }
1140
1141         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1142 }
1143
1144 static int
1145 zio_free_bp_init(zio_t *zio)
1146 {
1147         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1148
1149         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL) {
1150                 if (BP_GET_DEDUP(bp))
1151                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_FREE_PIPELINE;
1152         }
1153
1154         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1155 }
1156
1157 /*
1158  * ==========================================================================
1159  * Execute the I/O pipeline
1160  * ==========================================================================
1161  */
1162
1163 static void
1164 zio_taskq_dispatch(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q, boolean_t cutinline)
1165 {
1166         spa_t *spa = zio->io_spa;
1167         zio_type_t t = zio->io_type;
1168         int flags = (cutinline ? TQ_FRONT : 0);
1169
1170         /*
1171          * If we're a config writer or a probe, the normal issue and
1172          * interrupt threads may all be blocked waiting for the config lock.
1173          * In this case, select the otherwise-unused taskq for ZIO_TYPE_NULL.
1174          */
1175         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_PROBE))
1176                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1177
1178         /*
1179          * A similar issue exists for the L2ARC write thread until L2ARC 2.0.
1180          */
1181         if (t == ZIO_TYPE_WRITE && zio->io_vd && zio->io_vd->vdev_aux)
1182                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1183
1184         /*
1185          * If this is a high priority I/O, then use the high priority taskq if
1186          * available.
1187          */
1188         if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW &&
1189             spa->spa_zio_taskq[t][q + 1].stqs_count != 0)
1190                 q++;
1191
1192         ASSERT3U(q, <, ZIO_TASKQ_TYPES);
1193
1194         /*
1195          * NB: We are assuming that the zio can only be dispatched
1196          * to a single taskq at a time.  It would be a grievous error
1197          * to dispatch the zio to another taskq at the same time.
1198          */
1199         ASSERT(taskq_empty_ent(&zio->io_tqent));
1200         spa_taskq_dispatch_ent(spa, t, q, (task_func_t *)zio_execute, zio,
1201             flags, &zio->io_tqent);
1202 }
1203
1204 static boolean_t
1205 zio_taskq_member(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q)
1206 {
1207         kthread_t *executor = zio->io_executor;
1208         spa_t *spa = zio->io_spa;
1209         zio_type_t t;
1210
1211         for (t = 0; t < ZIO_TYPES; t++) {
1212                 spa_taskqs_t *tqs = &spa->spa_zio_taskq[t][q];
1213                 uint_t i;
1214                 for (i = 0; i < tqs->stqs_count; i++) {
1215                         if (taskq_member(tqs->stqs_taskq[i], executor))
1216                                 return (B_TRUE);
1217                 }
1218         }
1219
1220         return (B_FALSE);
1221 }
1222
1223 static int
1224 zio_issue_async(zio_t *zio)
1225 {
1226         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1227
1228         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1229 }
1230
1231 void
1232 zio_interrupt(zio_t *zio)
1233 {
1234         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT, B_FALSE);
1235 }
1236
1237 /*
1238  * Execute the I/O pipeline until one of the following occurs:
1239  * (1) the I/O completes; (2) the pipeline stalls waiting for
1240  * dependent child I/Os; (3) the I/O issues, so we're waiting
1241  * for an I/O completion interrupt; (4) the I/O is delegated by
1242  * vdev-level caching or aggregation; (5) the I/O is deferred
1243  * due to vdev-level queueing; (6) the I/O is handed off to
1244  * another thread.  In all cases, the pipeline stops whenever
1245  * there's no CPU work; it never burns a thread in cv_wait_io().
1246  *
1247  * There's no locking on io_stage because there's no legitimate way
1248  * for multiple threads to be attempting to process the same I/O.
1249  */
1250 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[];
1251
1252 /*
1253  * zio_execute() is a wrapper around the static function
1254  * __zio_execute() so that we can force  __zio_execute() to be
1255  * inlined.  This reduces stack overhead which is important
1256  * because __zio_execute() is called recursively in several zio
1257  * code paths.  zio_execute() itself cannot be inlined because
1258  * it is externally visible.
1259  */
1260 void
1261 zio_execute(zio_t *zio)
1262 {
1263         __zio_execute(zio);
1264 }
1265
1266 __attribute__((always_inline))
1267 static inline void
1268 __zio_execute(zio_t *zio)
1269 {
1270         zio->io_executor = curthread;
1271
1272         while (zio->io_stage < ZIO_STAGE_DONE) {
1273                 enum zio_stage pipeline = zio->io_pipeline;
1274                 enum zio_stage stage = zio->io_stage;
1275                 dsl_pool_t *dp;
1276                 boolean_t cut;
1277                 int rv;
1278
1279                 ASSERT(!MUTEX_HELD(&zio->io_lock));
1280                 ASSERT(ISP2(stage));
1281                 ASSERT(zio->io_stall == NULL);
1282
1283                 do {
1284                         stage <<= 1;
1285                 } while ((stage & pipeline) == 0);
1286
1287                 ASSERT(stage <= ZIO_STAGE_DONE);
1288
1289                 dp = spa_get_dsl(zio->io_spa);
1290                 cut = (stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START) ?
1291                     zio_requeue_io_start_cut_in_line : B_FALSE;
1292
1293                 /*
1294                  * If we are in interrupt context and this pipeline stage
1295                  * will grab a config lock that is held across I/O,
1296                  * or may wait for an I/O that needs an interrupt thread
1297                  * to complete, issue async to avoid deadlock.
1298                  *
1299                  * For VDEV_IO_START, we cut in line so that the io will
1300                  * be sent to disk promptly.
1301                  */
1302                 if ((stage & ZIO_BLOCKING_STAGES) && zio->io_vd == NULL &&
1303                     zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT)) {
1304                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
1305                         return;
1306                 }
1307
1308 #ifdef _KERNEL
1309                 /*
1310                  * If we executing in the context of the tx_sync_thread,
1311                  * or we are performing pool initialization outside of a
1312                  * zio_taskq[ZIO_TASKQ_ISSUE] context.  Then issue the zio
1313                  * async to minimize stack usage for these deep call paths.
1314                  */
1315                 if ((dp && curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread) ||
1316                     (dp && spa_is_initializing(dp->dp_spa) &&
1317                     !zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE))) {
1318                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
1319                         return;
1320                 }
1321 #endif
1322
1323                 zio->io_stage = stage;
1324                 rv = zio_pipeline[highbit(stage) - 1](zio);
1325
1326                 if (rv == ZIO_PIPELINE_STOP)
1327                         return;
1328
1329                 ASSERT(rv == ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1330         }
1331 }
1332
1333
1334 /*
1335  * ==========================================================================
1336  * Initiate I/O, either sync or async
1337  * ==========================================================================
1338  */
1339 int
1340 zio_wait(zio_t *zio)
1341 {
1342         int error;
1343
1344         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1345         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1346
1347         zio->io_waiter = curthread;
1348
1349         __zio_execute(zio);
1350
1351         mutex_enter(&zio->io_lock);
1352         while (zio->io_executor != NULL)
1353                 cv_wait_io(&zio->io_cv, &zio->io_lock);
1354         mutex_exit(&zio->io_lock);
1355
1356         error = zio->io_error;
1357         zio_destroy(zio);
1358
1359         return (error);
1360 }
1361
1362 void
1363 zio_nowait(zio_t *zio)
1364 {
1365         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1366
1367         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1368             zio_unique_parent(zio) == NULL) {
1369                 /*
1370                  * This is a logical async I/O with no parent to wait for it.
1371                  * We add it to the spa_async_root_zio "Godfather" I/O which
1372                  * will ensure they complete prior to unloading the pool.
1373                  */
1374                 spa_t *spa = zio->io_spa;
1375
1376                 zio_add_child(spa->spa_async_zio_root, zio);
1377         }
1378
1379         __zio_execute(zio);
1380 }
1381
1382 /*
1383  * ==========================================================================
1384  * Reexecute or suspend/resume failed I/O
1385  * ==========================================================================
1386  */
1387
1388 static void
1389 zio_reexecute(zio_t *pio)
1390 {
1391         zio_t *cio, *cio_next;
1392         int c, w;
1393
1394         ASSERT(pio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1395         ASSERT(pio->io_orig_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1396         ASSERT(pio->io_gang_leader == NULL);
1397         ASSERT(pio->io_gang_tree == NULL);
1398
1399         pio->io_flags = pio->io_orig_flags;
1400         pio->io_stage = pio->io_orig_stage;
1401         pio->io_pipeline = pio->io_orig_pipeline;
1402         pio->io_reexecute = 0;
1403         pio->io_error = 0;
1404         for (w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1405                 pio->io_state[w] = 0;
1406         for (c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
1407                 pio->io_child_error[c] = 0;
1408
1409         if (IO_IS_ALLOCATING(pio))
1410                 BP_ZERO(pio->io_bp);
1411
1412         /*
1413          * As we reexecute pio's children, new children could be created.
1414          * New children go to the head of pio's io_child_list, however,
1415          * so we will (correctly) not reexecute them.  The key is that
1416          * the remainder of pio's io_child_list, from 'cio_next' onward,
1417          * cannot be affected by any side effects of reexecuting 'cio'.
1418          */
1419         for (cio = zio_walk_children(pio); cio != NULL; cio = cio_next) {
1420                 cio_next = zio_walk_children(pio);
1421                 mutex_enter(&pio->io_lock);
1422                 for (w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1423                         pio->io_children[cio->io_child_type][w]++;
1424                 mutex_exit(&pio->io_lock);
1425                 zio_reexecute(cio);
1426         }
1427
1428         /*
1429          * Now that all children have been reexecuted, execute the parent.
1430          * We don't reexecute "The Godfather" I/O here as it's the
1431          * responsibility of the caller to wait on him.
1432          */
1433         if (!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER))
1434                 __zio_execute(pio);
1435 }
1436
1437 void
1438 zio_suspend(spa_t *spa, zio_t *zio)
1439 {
1440         if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_PANIC)
1441                 fm_panic("Pool '%s' has encountered an uncorrectable I/O "
1442                     "failure and the failure mode property for this pool "
1443                     "is set to panic.", spa_name(spa));
1444
1445         cmn_err(CE_WARN, "Pool '%s' has encountered an uncorrectable I/O "
1446             "failure and has been suspended.\n", spa_name(spa));
1447
1448         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO_FAILURE, spa, NULL, NULL, 0, 0);
1449
1450         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1451
1452         if (spa->spa_suspend_zio_root == NULL)
1453                 spa->spa_suspend_zio_root = zio_root(spa, NULL, NULL,
1454                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE |
1455                     ZIO_FLAG_GODFATHER);
1456
1457         spa->spa_suspended = B_TRUE;
1458
1459         if (zio != NULL) {
1460                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
1461                 ASSERT(zio != spa->spa_suspend_zio_root);
1462                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1463                 ASSERT(zio_unique_parent(zio) == NULL);
1464                 ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DONE);
1465                 zio_add_child(spa->spa_suspend_zio_root, zio);
1466         }
1467
1468         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1469 }
1470
1471 int
1472 zio_resume(spa_t *spa)
1473 {
1474         zio_t *pio;
1475
1476         /*
1477          * Reexecute all previously suspended i/o.
1478          */
1479         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1480         spa->spa_suspended = B_FALSE;
1481         cv_broadcast(&spa->spa_suspend_cv);
1482         pio = spa->spa_suspend_zio_root;
1483         spa->spa_suspend_zio_root = NULL;
1484         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1485
1486         if (pio == NULL)
1487                 return (0);
1488
1489         zio_reexecute(pio);
1490         return (zio_wait(pio));
1491 }
1492
1493 void
1494 zio_resume_wait(spa_t *spa)
1495 {
1496         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1497         while (spa_suspended(spa))
1498                 cv_wait(&spa->spa_suspend_cv, &spa->spa_suspend_lock);
1499         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1500 }
1501
1502 /*
1503  * ==========================================================================
1504  * Gang blocks.
1505  *
1506  * A gang block is a collection of small blocks that looks to the DMU
1507  * like one large block.  When zio_dva_allocate() cannot find a block
1508  * of the requested size, due to either severe fragmentation or the pool
1509  * being nearly full, it calls zio_write_gang_block() to construct the
1510  * block from smaller fragments.
1511  *
1512  * A gang block consists of a gang header (zio_gbh_phys_t) and up to
1513  * three (SPA_GBH_NBLKPTRS) gang members.  The gang header is just like
1514  * an indirect block: it's an array of block pointers.  It consumes
1515  * only one sector and hence is allocatable regardless of fragmentation.
1516  * The gang header's bps point to its gang members, which hold the data.
1517  *
1518  * Gang blocks are self-checksumming, using the bp's <vdev, offset, txg>
1519  * as the verifier to ensure uniqueness of the SHA256 checksum.
1520  * Critically, the gang block bp's blk_cksum is the checksum of the data,
1521  * not the gang header.  This ensures that data block signatures (needed for
1522  * deduplication) are independent of how the block is physically stored.
1523  *
1524  * Gang blocks can be nested: a gang member may itself be a gang block.
1525  * Thus every gang block is a tree in which root and all interior nodes are
1526  * gang headers, and the leaves are normal blocks that contain user data.
1527  * The root of the gang tree is called the gang leader.
1528  *
1529  * To perform any operation (read, rewrite, free, claim) on a gang block,
1530  * zio_gang_assemble() first assembles the gang tree (minus data leaves)
1531  * in the io_gang_tree field of the original logical i/o by recursively
1532  * reading the gang leader and all gang headers below it.  This yields
1533  * an in-core tree containing the contents of every gang header and the
1534  * bps for every constituent of the gang block.
1535  *
1536  * With the gang tree now assembled, zio_gang_issue() just walks the gang tree
1537  * and invokes a callback on each bp.  To free a gang block, zio_gang_issue()
1538  * calls zio_free_gang() -- a trivial wrapper around zio_free() -- for each bp.
1539  * zio_claim_gang() provides a similarly trivial wrapper for zio_claim().
1540  * zio_read_gang() is a wrapper around zio_read() that omits reading gang
1541  * headers, since we already have those in io_gang_tree.  zio_rewrite_gang()
1542  * performs a zio_rewrite() of the data or, for gang headers, a zio_rewrite()
1543  * of the gang header plus zio_checksum_compute() of the data to update the
1544  * gang header's blk_cksum as described above.
1545  *
1546  * The two-phase assemble/issue model solves the problem of partial failure --
1547  * what if you'd freed part of a gang block but then couldn't read the
1548  * gang header for another part?  Assembling the entire gang tree first
1549  * ensures that all the necessary gang header I/O has succeeded before
1550  * starting the actual work of free, claim, or write.  Once the gang tree
1551  * is assembled, free and claim are in-memory operations that cannot fail.
1552  *
1553  * In the event that a gang write fails, zio_dva_unallocate() walks the
1554  * gang tree to immediately free (i.e. insert back into the space map)
1555  * everything we've allocated.  This ensures that we don't get ENOSPC
1556  * errors during repeated suspend/resume cycles due to a flaky device.
1557  *
1558  * Gang rewrites only happen during sync-to-convergence.  If we can't assemble
1559  * the gang tree, we won't modify the block, so we can safely defer the free
1560  * (knowing that the block is still intact).  If we *can* assemble the gang
1561  * tree, then even if some of the rewrites fail, zio_dva_unallocate() will free
1562  * each constituent bp and we can allocate a new block on the next sync pass.
1563  *
1564  * In all cases, the gang tree allows complete recovery from partial failure.
1565  * ==========================================================================
1566  */
1567
1568 static zio_t *
1569 zio_read_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1570 {
1571         if (gn != NULL)
1572                 return (pio);
1573
1574         return (zio_read(pio, pio->io_spa, bp, data, BP_GET_PSIZE(bp),
1575             NULL, NULL, pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1576             &pio->io_bookmark));
1577 }
1578
1579 zio_t *
1580 zio_rewrite_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1581 {
1582         zio_t *zio;
1583
1584         if (gn != NULL) {
1585                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1586                     gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL, pio->io_priority,
1587                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1588                 /*
1589                  * As we rewrite each gang header, the pipeline will compute
1590                  * a new gang block header checksum for it; but no one will
1591                  * compute a new data checksum, so we do that here.  The one
1592                  * exception is the gang leader: the pipeline already computed
1593                  * its data checksum because that stage precedes gang assembly.
1594                  * (Presently, nothing actually uses interior data checksums;
1595                  * this is just good hygiene.)
1596                  */
1597                 if (gn != pio->io_gang_leader->io_gang_tree) {
1598                         zio_checksum_compute(zio, BP_GET_CHECKSUM(bp),
1599                             data, BP_GET_PSIZE(bp));
1600                 }
1601                 /*
1602                  * If we are here to damage data for testing purposes,
1603                  * leave the GBH alone so that we can detect the damage.
1604                  */
1605                 if (pio->io_gang_leader->io_flags & ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE)
1606                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
1607         } else {
1608                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1609                     data, BP_GET_PSIZE(bp), NULL, NULL, pio->io_priority,
1610                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1611         }
1612
1613         return (zio);
1614 }
1615
1616 /* ARGSUSED */
1617 zio_t *
1618 zio_free_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1619 {
1620         return (zio_free_sync(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1621             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1622 }
1623
1624 /* ARGSUSED */
1625 zio_t *
1626 zio_claim_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1627 {
1628         return (zio_claim(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1629             NULL, NULL, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1630 }
1631
1632 static zio_gang_issue_func_t *zio_gang_issue_func[ZIO_TYPES] = {
1633         NULL,
1634         zio_read_gang,
1635         zio_rewrite_gang,
1636         zio_free_gang,
1637         zio_claim_gang,
1638         NULL
1639 };
1640
1641 static void zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio);
1642
1643 static zio_gang_node_t *
1644 zio_gang_node_alloc(zio_gang_node_t **gnpp)
1645 {
1646         zio_gang_node_t *gn;
1647
1648         ASSERT(*gnpp == NULL);
1649
1650         gn = kmem_zalloc(sizeof (*gn), KM_PUSHPAGE);
1651         gn->gn_gbh = zio_buf_alloc(SPA_GANGBLOCKSIZE);
1652         *gnpp = gn;
1653
1654         return (gn);
1655 }
1656
1657 static void
1658 zio_gang_node_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1659 {
1660         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1661         int g;
1662
1663         for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1664                 ASSERT(gn->gn_child[g] == NULL);
1665
1666         zio_buf_free(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1667         kmem_free(gn, sizeof (*gn));
1668         *gnpp = NULL;
1669 }
1670
1671 static void
1672 zio_gang_tree_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1673 {
1674         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1675         int g;
1676
1677         if (gn == NULL)
1678                 return;
1679
1680         for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1681                 zio_gang_tree_free(&gn->gn_child[g]);
1682
1683         zio_gang_node_free(gnpp);
1684 }
1685
1686 static void
1687 zio_gang_tree_assemble(zio_t *gio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t **gnpp)
1688 {
1689         zio_gang_node_t *gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
1690
1691         ASSERT(gio->io_gang_leader == gio);
1692         ASSERT(BP_IS_GANG(bp));
1693
1694         zio_nowait(zio_read(gio, gio->io_spa, bp, gn->gn_gbh,
1695             SPA_GANGBLOCKSIZE, zio_gang_tree_assemble_done, gn,
1696             gio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(gio), &gio->io_bookmark));
1697 }
1698
1699 static void
1700 zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio)
1701 {
1702         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
1703         zio_gang_node_t *gn = zio->io_private;
1704         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1705         int g;
1706
1707         ASSERT(gio == zio_unique_parent(zio));
1708         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
1709
1710         if (zio->io_error)
1711                 return;
1712
1713         if (BP_SHOULD_BYTESWAP(bp))
1714                 byteswap_uint64_array(zio->io_data, zio->io_size);
1715
1716         ASSERT(zio->io_data == gn->gn_gbh);
1717         ASSERT(zio->io_size == SPA_GANGBLOCKSIZE);
1718         ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1719
1720         for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1721                 blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1722                 if (!BP_IS_GANG(gbp))
1723                         continue;
1724                 zio_gang_tree_assemble(gio, gbp, &gn->gn_child[g]);
1725         }
1726 }
1727
1728 static void
1729 zio_gang_tree_issue(zio_t *pio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp, void *data)
1730 {
1731         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1732         zio_t *zio;
1733         int g;
1734
1735         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) == !!gn);
1736         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == BP_GET_CHECKSUM(gio->io_bp));
1737         ASSERT(BP_GET_LSIZE(bp) == BP_GET_PSIZE(bp) || gn == gio->io_gang_tree);
1738
1739         /*
1740          * If you're a gang header, your data is in gn->gn_gbh.
1741          * If you're a gang member, your data is in 'data' and gn == NULL.
1742          */
1743         zio = zio_gang_issue_func[gio->io_type](pio, bp, gn, data);
1744
1745         if (gn != NULL) {
1746                 ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1747
1748                 for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1749                         blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1750                         if (BP_IS_HOLE(gbp))
1751                                 continue;
1752                         zio_gang_tree_issue(zio, gn->gn_child[g], gbp, data);
1753                         data = (char *)data + BP_GET_PSIZE(gbp);
1754                 }
1755         }
1756
1757         if (gn == gio->io_gang_tree)
1758                 ASSERT3P((char *)gio->io_data + gio->io_size, ==, data);
1759
1760         if (zio != pio)
1761                 zio_nowait(zio);
1762 }
1763
1764 static int
1765 zio_gang_assemble(zio_t *zio)
1766 {
1767         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1768
1769         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == NULL);
1770         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1771
1772         zio->io_gang_leader = zio;
1773
1774         zio_gang_tree_assemble(zio, bp, &zio->io_gang_tree);
1775
1776         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1777 }
1778
1779 static int
1780 zio_gang_issue(zio_t *zio)
1781 {
1782         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1783
1784         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE))
1785                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1786
1787         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == zio);
1788         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1789
1790         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_GANG] == 0)
1791                 zio_gang_tree_issue(zio, zio->io_gang_tree, bp, zio->io_data);
1792         else
1793                 zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
1794
1795         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1796
1797         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1798 }
1799
1800 static void
1801 zio_write_gang_member_ready(zio_t *zio)
1802 {
1803         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
1804         ASSERTV(zio_t *gio = zio->io_gang_leader;)
1805         dva_t *cdva = zio->io_bp->blk_dva;
1806         dva_t *pdva = pio->io_bp->blk_dva;
1807         uint64_t asize;
1808         int d;
1809
1810         if (BP_IS_HOLE(zio->io_bp))
1811                 return;
1812
1813         ASSERT(BP_IS_HOLE(&zio->io_bp_orig));
1814
1815         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG);
1816         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, ==, gio->io_prop.zp_copies);
1817         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
1818         ASSERT3U(pio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1819         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(zio->io_bp), <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1820
1821         mutex_enter(&pio->io_lock);
1822         for (d = 0; d < BP_GET_NDVAS(zio->io_bp); d++) {
1823                 ASSERT(DVA_GET_GANG(&pdva[d]));
1824                 asize = DVA_GET_ASIZE(&pdva[d]);
1825                 asize += DVA_GET_ASIZE(&cdva[d]);
1826                 DVA_SET_ASIZE(&pdva[d], asize);
1827         }
1828         mutex_exit(&pio->io_lock);
1829 }
1830
1831 static int
1832 zio_write_gang_block(zio_t *pio)
1833 {
1834         spa_t *spa = pio->io_spa;
1835         blkptr_t *bp = pio->io_bp;
1836         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1837         zio_t *zio;
1838         zio_gang_node_t *gn, **gnpp;
1839         zio_gbh_phys_t *gbh;
1840         uint64_t txg = pio->io_txg;
1841         uint64_t resid = pio->io_size;
1842         uint64_t lsize;
1843         int copies = gio->io_prop.zp_copies;
1844         int gbh_copies = MIN(copies + 1, spa_max_replication(spa));
1845         zio_prop_t zp;
1846         int g, error;
1847
1848         error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), SPA_GANGBLOCKSIZE,
1849             bp, gbh_copies, txg, pio == gio ? NULL : gio->io_bp,
1850             METASLAB_HINTBP_FAVOR | METASLAB_GANG_HEADER);
1851         if (error) {
1852                 pio->io_error = error;
1853                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1854         }
1855
1856         if (pio == gio) {
1857                 gnpp = &gio->io_gang_tree;
1858         } else {
1859                 gnpp = pio->io_private;
1860                 ASSERT(pio->io_ready == zio_write_gang_member_ready);
1861         }
1862
1863         gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
1864         gbh = gn->gn_gbh;
1865         bzero(gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1866
1867         /*
1868          * Create the gang header.
1869          */
1870         zio = zio_rewrite(pio, spa, txg, bp, gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL,
1871             pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1872
1873         /*
1874          * Create and nowait the gang children.
1875          */
1876         for (g = 0; resid != 0; resid -= lsize, g++) {
1877                 lsize = P2ROUNDUP(resid / (SPA_GBH_NBLKPTRS - g),
1878                     SPA_MINBLOCKSIZE);
1879                 ASSERT(lsize >= SPA_MINBLOCKSIZE && lsize <= resid);
1880
1881                 zp.zp_checksum = gio->io_prop.zp_checksum;
1882                 zp.zp_compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1883                 zp.zp_type = DMU_OT_NONE;
1884                 zp.zp_level = 0;
1885                 zp.zp_copies = gio->io_prop.zp_copies;
1886                 zp.zp_dedup = 0;
1887                 zp.zp_dedup_verify = 0;
1888
1889                 zio_nowait(zio_write(zio, spa, txg, &gbh->zg_blkptr[g],
1890                     (char *)pio->io_data + (pio->io_size - resid), lsize, &zp,
1891                     zio_write_gang_member_ready, NULL, &gn->gn_child[g],
1892                     pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1893                     &pio->io_bookmark));
1894         }
1895
1896         /*
1897          * Set pio's pipeline to just wait for zio to finish.
1898          */
1899         pio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1900
1901         /*
1902          * We didn't allocate this bp, so make sure it doesn't get unmarked.
1903          */
1904         pio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_FASTWRITE;
1905
1906         zio_nowait(zio);
1907
1908         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1909 }
1910
1911 /*
1912  * ==========================================================================
1913  * Dedup
1914  * ==========================================================================
1915  */
1916 static void
1917 zio_ddt_child_read_done(zio_t *zio)
1918 {
1919         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1920         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
1921         ddt_phys_t *ddp;
1922         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
1923
1924         mutex_enter(&pio->io_lock);
1925         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
1926         if (zio->io_error == 0)
1927                 ddt_phys_clear(ddp);    /* this ddp doesn't need repair */
1928         if (zio->io_error == 0 && dde->dde_repair_data == NULL)
1929                 dde->dde_repair_data = zio->io_data;
1930         else
1931                 zio_buf_free(zio->io_data, zio->io_size);
1932         mutex_exit(&pio->io_lock);
1933 }
1934
1935 static int
1936 zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
1937 {
1938         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1939         int p;
1940
1941         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
1942         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
1943         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1944
1945         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
1946                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
1947                 ddt_entry_t *dde = ddt_repair_start(ddt, bp);
1948                 ddt_phys_t *ddp = dde->dde_phys;
1949                 ddt_phys_t *ddp_self = ddt_phys_select(dde, bp);
1950                 blkptr_t blk;
1951
1952                 ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
1953                 zio->io_vsd = dde;
1954
1955                 if (ddp_self == NULL)
1956                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1957
1958                 for (p = 0; p < DDT_PHYS_TYPES; p++, ddp++) {
1959                         if (ddp->ddp_phys_birth == 0 || ddp == ddp_self)
1960                                 continue;
1961                         ddt_bp_create(ddt->ddt_checksum, &dde->dde_key, ddp,
1962                             &blk);
1963                         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, &blk,
1964                             zio_buf_alloc(zio->io_size), zio->io_size,
1965                             zio_ddt_child_read_done, dde, zio->io_priority,
1966                             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE,
1967                             &zio->io_bookmark));
1968                 }
1969                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1970         }
1971
1972         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, bp,
1973             zio->io_data, zio->io_size, NULL, NULL, zio->io_priority,
1974             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark));
1975
1976         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1977 }
1978
1979 static int
1980 zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
1981 {
1982         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1983
1984         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE))
1985                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1986
1987         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
1988         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
1989         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1990
1991         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
1992                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
1993                 ddt_entry_t *dde = zio->io_vsd;
1994                 if (ddt == NULL) {
1995                         ASSERT(spa_load_state(zio->io_spa) != SPA_LOAD_NONE);
1996                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1997                 }
1998                 if (dde == NULL) {
1999                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_DDT_READ_START >> 1;
2000                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
2001                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2002                 }
2003                 if (dde->dde_repair_data != NULL) {
2004                         bcopy(dde->dde_repair_data, zio->io_data, zio->io_size);
2005                         zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT] = 0;
2006                 }
2007                 ddt_repair_done(ddt, dde);
2008                 zio->io_vsd = NULL;
2009         }
2010
2011         ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
2012
2013         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2014 }
2015
2016 static boolean_t
2017 zio_ddt_collision(zio_t *zio, ddt_t *ddt, ddt_entry_t *dde)
2018 {
2019         spa_t *spa = zio->io_spa;
2020         int p;
2021
2022         /*
2023          * Note: we compare the original data, not the transformed data,
2024          * because when zio->io_bp is an override bp, we will not have
2025          * pushed the I/O transforms.  That's an important optimization
2026          * because otherwise we'd compress/encrypt all dmu_sync() data twice.
2027          */
2028         for (p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2029                 zio_t *lio = dde->dde_lead_zio[p];
2030
2031                 if (lio != NULL) {
2032                         return (lio->io_orig_size != zio->io_orig_size ||
2033                             bcmp(zio->io_orig_data, lio->io_orig_data,
2034                             zio->io_orig_size) != 0);
2035                 }
2036         }
2037
2038         for (p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2039                 ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2040
2041                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0) {
2042                         arc_buf_t *abuf = NULL;
2043                         uint32_t aflags = ARC_WAIT;
2044                         blkptr_t blk = *zio->io_bp;
2045                         int error;
2046
2047                         ddt_bp_fill(ddp, &blk, ddp->ddp_phys_birth);
2048
2049                         ddt_exit(ddt);
2050
2051                         error = arc_read(NULL, spa, &blk,
2052                             arc_getbuf_func, &abuf, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
2053                             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2054                             &aflags, &zio->io_bookmark);
2055
2056                         if (error == 0) {
2057                                 if (arc_buf_size(abuf) != zio->io_orig_size ||
2058                                     bcmp(abuf->b_data, zio->io_orig_data,
2059                                     zio->io_orig_size) != 0)
2060                                         error = EEXIST;
2061                                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(abuf, &abuf) == 1);
2062                         }
2063
2064                         ddt_enter(ddt);
2065                         return (error != 0);
2066                 }
2067         }
2068
2069         return (B_FALSE);
2070 }
2071
2072 static void
2073 zio_ddt_child_write_ready(zio_t *zio)
2074 {
2075         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2076         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2077         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2078         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2079         zio_t *pio;
2080
2081         if (zio->io_error)
2082                 return;
2083
2084         ddt_enter(ddt);
2085
2086         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2087
2088         ddt_phys_fill(ddp, zio->io_bp);
2089
2090         while ((pio = zio_walk_parents(zio)) != NULL)
2091                 ddt_bp_fill(ddp, pio->io_bp, zio->io_txg);
2092
2093         ddt_exit(ddt);
2094 }
2095
2096 static void
2097 zio_ddt_child_write_done(zio_t *zio)
2098 {
2099         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2100         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2101         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2102         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2103
2104         ddt_enter(ddt);
2105
2106         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2107         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2108         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2109
2110         if (zio->io_error == 0) {
2111                 while (zio_walk_parents(zio) != NULL)
2112                         ddt_phys_addref(ddp);
2113         } else {
2114                 ddt_phys_clear(ddp);
2115         }
2116
2117         ddt_exit(ddt);
2118 }
2119
2120 static void
2121 zio_ddt_ditto_write_done(zio_t *zio)
2122 {
2123         int p = DDT_PHYS_DITTO;
2124         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2125         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2126         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2127         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2128         ddt_key_t *ddk = &dde->dde_key;
2129         ASSERTV(zio_prop_t *zp = &zio->io_prop);
2130
2131         ddt_enter(ddt);
2132
2133         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2134         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2135         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2136
2137         if (zio->io_error == 0) {
2138                 ASSERT(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, ddk->ddk_cksum));
2139                 ASSERT(zp->zp_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2140                 ASSERT(zp->zp_copies == BP_GET_NDVAS(bp) - BP_IS_GANG(bp));
2141                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2142                         ddt_phys_free(ddt, ddk, ddp, zio->io_txg);
2143                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2144         }
2145
2146         ddt_exit(ddt);
2147 }
2148
2149 static int
2150 zio_ddt_write(zio_t *zio)
2151 {
2152         spa_t *spa = zio->io_spa;
2153         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2154         uint64_t txg = zio->io_txg;
2155         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2156         int p = zp->zp_copies;
2157         int ditto_copies;
2158         zio_t *cio = NULL;
2159         zio_t *dio = NULL;
2160         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2161         ddt_entry_t *dde;
2162         ddt_phys_t *ddp;
2163
2164         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2165         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum);
2166         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp) || zio->io_bp_override);
2167
2168         ddt_enter(ddt);
2169         dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2170         ddp = &dde->dde_phys[p];
2171
2172         if (zp->zp_dedup_verify && zio_ddt_collision(zio, ddt, dde)) {
2173                 /*
2174                  * If we're using a weak checksum, upgrade to a strong checksum
2175                  * and try again.  If we're already using a strong checksum,
2176                  * we can't resolve it, so just convert to an ordinary write.
2177                  * (And automatically e-mail a paper to Nature?)
2178                  */
2179                 if (!zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup) {
2180                         zp->zp_checksum = spa_dedup_checksum(spa);
2181                         zio_pop_transforms(zio);
2182                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2183                         BP_ZERO(bp);
2184                 } else {
2185                         zp->zp_dedup = 0;
2186                 }
2187                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2188                 ddt_exit(ddt);
2189                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2190         }
2191
2192         ditto_copies = ddt_ditto_copies_needed(ddt, dde, ddp);
2193         ASSERT(ditto_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2194
2195         if (ditto_copies > ddt_ditto_copies_present(dde) &&
2196             dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] == NULL) {
2197                 zio_prop_t czp = *zp;
2198
2199                 czp.zp_copies = ditto_copies;
2200
2201                 /*
2202                  * If we arrived here with an override bp, we won't have run
2203                  * the transform stack, so we won't have the data we need to
2204                  * generate a child i/o.  So, toss the override bp and restart.
2205                  * This is safe, because using the override bp is just an
2206                  * optimization; and it's rare, so the cost doesn't matter.
2207                  */
2208                 if (zio->io_bp_override) {
2209                         zio_pop_transforms(zio);
2210                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2211                         zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2212                         zio->io_bp_override = NULL;
2213                         BP_ZERO(bp);
2214                         ddt_exit(ddt);
2215                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2216                 }
2217
2218                 dio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2219                     zio->io_orig_size, &czp, NULL,
2220                     zio_ddt_ditto_write_done, dde, zio->io_priority,
2221                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2222
2223                 zio_push_transform(dio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2224                 dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] = dio;
2225         }
2226
2227         if (ddp->ddp_phys_birth != 0 || dde->dde_lead_zio[p] != NULL) {
2228                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2229                         ddt_bp_fill(ddp, bp, txg);
2230                 if (dde->dde_lead_zio[p] != NULL)
2231                         zio_add_child(zio, dde->dde_lead_zio[p]);
2232                 else
2233                         ddt_phys_addref(ddp);
2234         } else if (zio->io_bp_override) {
2235                 ASSERT(bp->blk_birth == txg);
2236                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, zio->io_bp_override));
2237                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2238                 ddt_phys_addref(ddp);
2239         } else {
2240                 cio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2241                     zio->io_orig_size, zp, zio_ddt_child_write_ready,
2242                     zio_ddt_child_write_done, dde, zio->io_priority,
2243                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2244
2245                 zio_push_transform(cio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2246                 dde->dde_lead_zio[p] = cio;
2247         }
2248
2249         ddt_exit(ddt);
2250
2251         if (cio)
2252                 zio_nowait(cio);
2253         if (dio)
2254                 zio_nowait(dio);
2255
2256         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2257 }
2258
2259 ddt_entry_t *freedde; /* for debugging */
2260
2261 static int
2262 zio_ddt_free(zio_t *zio)
2263 {
2264         spa_t *spa = zio->io_spa;
2265         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2266         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2267         ddt_entry_t *dde;
2268         ddt_phys_t *ddp;
2269
2270         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2271         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2272
2273         ddt_enter(ddt);
2274         freedde = dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2275         if (dde) {
2276                 ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2277                 if (ddp)
2278                         ddt_phys_decref(ddp);
2279         }
2280         ddt_exit(ddt);
2281
2282         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2283 }
2284
2285 /*
2286  * ==========================================================================
2287  * Allocate and free blocks
2288  * ==========================================================================
2289  */
2290 static int
2291 zio_dva_allocate(zio_t *zio)
2292 {
2293         spa_t *spa = zio->io_spa;
2294         metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(spa);
2295         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2296         int error;
2297         int flags = 0;
2298
2299         if (zio->io_gang_leader == NULL) {
2300                 ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2301                 zio->io_gang_leader = zio;
2302         }
2303
2304         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
2305         ASSERT0(BP_GET_NDVAS(bp));
2306         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, >, 0);
2307         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, spa_max_replication(spa));
2308         ASSERT3U(zio->io_size, ==, BP_GET_PSIZE(bp));
2309
2310         /*
2311          * The dump device does not support gang blocks so allocation on
2312          * behalf of the dump device (i.e. ZIO_FLAG_NODATA) must avoid
2313          * the "fast" gang feature.
2314          */
2315         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) ? METASLAB_GANG_AVOID : 0;
2316         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD) ?
2317             METASLAB_GANG_CHILD : 0;
2318         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_FASTWRITE) ? METASLAB_FASTWRITE : 0;
2319         error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp,
2320             zio->io_prop.zp_copies, zio->io_txg, NULL, flags);
2321
2322         if (error) {
2323                 spa_dbgmsg(spa, "%s: metaslab allocation failure: zio %p, "
2324                     "size %llu, error %d", spa_name(spa), zio, zio->io_size,
2325                     error);
2326                 if (error == ENOSPC && zio->io_size > SPA_MINBLOCKSIZE)
2327                         return (zio_write_gang_block(zio));
2328                 zio->io_error = error;
2329         }
2330
2331         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2332 }
2333
2334 static int
2335 zio_dva_free(zio_t *zio)
2336 {
2337         metaslab_free(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg, B_FALSE);
2338
2339         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2340 }
2341
2342 static int
2343 zio_dva_claim(zio_t *zio)
2344 {
2345         int error;
2346
2347         error = metaslab_claim(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg);
2348         if (error)
2349                 zio->io_error = error;
2350
2351         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2352 }
2353
2354 /*
2355  * Undo an allocation.  This is used by zio_done() when an I/O fails
2356  * and we want to give back the block we just allocated.
2357  * This handles both normal blocks and gang blocks.
2358  */
2359 static void
2360 zio_dva_unallocate(zio_t *zio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp)
2361 {
2362         int g;
2363
2364         ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
2365         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2366
2367         if (!BP_IS_HOLE(bp))
2368                 metaslab_free(zio->io_spa, bp, bp->blk_birth, B_TRUE);
2369
2370         if (gn != NULL) {
2371                 for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
2372                         zio_dva_unallocate(zio, gn->gn_child[g],
2373                             &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g]);
2374                 }
2375         }
2376 }
2377
2378 /*
2379  * Try to allocate an intent log block.  Return 0 on success, errno on failure.
2380  */
2381 int
2382 zio_alloc_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *new_bp, uint64_t size,
2383     boolean_t use_slog)
2384 {
2385         int error = 1;
2386
2387         ASSERT(txg > spa_syncing_txg(spa));
2388
2389         /*
2390          * ZIL blocks are always contiguous (i.e. not gang blocks) so we
2391          * set the METASLAB_GANG_AVOID flag so that they don't "fast gang"
2392          * when allocating them.
2393          */
2394         if (use_slog) {
2395                 error = metaslab_alloc(spa, spa_log_class(spa), size,
2396                     new_bp, 1, txg, NULL,
2397                     METASLAB_FASTWRITE | METASLAB_GANG_AVOID);
2398         }
2399
2400         if (error) {
2401                 error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), size,
2402                     new_bp, 1, txg, NULL,
2403                     METASLAB_FASTWRITE | METASLAB_GANG_AVOID);
2404         }
2405
2406         if (error == 0) {
2407                 BP_SET_LSIZE(new_bp, size);
2408                 BP_SET_PSIZE(new_bp, size);
2409                 BP_SET_COMPRESS(new_bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
2410                 BP_SET_CHECKSUM(new_bp,
2411                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_SLIM_ZIL
2412                     ? ZIO_CHECKSUM_ZILOG2 : ZIO_CHECKSUM_ZILOG);
2413                 BP_SET_TYPE(new_bp, DMU_OT_INTENT_LOG);
2414                 BP_SET_LEVEL(new_bp, 0);
2415                 BP_SET_DEDUP(new_bp, 0);
2416                 BP_SET_BYTEORDER(new_bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
2417         }
2418
2419         return (error);
2420 }
2421
2422 /*
2423  * Free an intent log block.
2424  */
2425 void
2426 zio_free_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp)
2427 {
2428         ASSERT(BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_INTENT_LOG);
2429         ASSERT(!BP_IS_GANG(bp));
2430
2431         zio_free(spa, txg, bp);
2432 }
2433
2434 /*
2435  * ==========================================================================
2436  * Read and write to physical devices
2437  * ==========================================================================
2438  */
2439 static int
2440 zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
2441 {
2442         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2443         uint64_t align;
2444         spa_t *spa = zio->io_spa;
2445
2446         ASSERT(zio->io_error == 0);
2447         ASSERT(zio->io_child_error[ZIO_CHILD_VDEV] == 0);
2448
2449         if (vd == NULL) {
2450                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2451                         spa_config_enter(spa, SCL_ZIO, zio, RW_READER);
2452
2453                 /*
2454                  * The mirror_ops handle multiple DVAs in a single BP.
2455                  */
2456                 return (vdev_mirror_ops.vdev_op_io_start(zio));
2457         }
2458
2459         /*
2460          * We keep track of time-sensitive I/Os so that the scan thread
2461          * can quickly react to certain workloads.  In particular, we care
2462          * about non-scrubbing, top-level reads and writes with the following
2463          * characteristics:
2464          *      - synchronous writes of user data to non-slog devices
2465          *      - any reads of user data
2466          * When these conditions are met, adjust the timestamp of spa_last_io
2467          * which allows the scan thread to adjust its workload accordingly.
2468          */
2469         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) && zio->io_bp != NULL &&
2470             vd == vd->vdev_top && !vd->vdev_islog &&
2471             zio->io_bookmark.zb_objset != DMU_META_OBJSET &&
2472             zio->io_txg != spa_syncing_txg(spa)) {
2473                 uint64_t old = spa->spa_last_io;
2474                 uint64_t new = ddi_get_lbolt64();
2475                 if (old != new)
2476                         (void) atomic_cas_64(&spa->spa_last_io, old, new);
2477         }
2478
2479         align = 1ULL << vd->vdev_top->vdev_ashift;
2480
2481         if (P2PHASE(zio->io_size, align) != 0) {
2482                 uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
2483                 char *abuf = zio_buf_alloc(asize);
2484                 ASSERT(vd == vd->vdev_top);
2485                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
2486                         bcopy(zio->io_data, abuf, zio->io_size);
2487                         bzero(abuf + zio->io_size, asize - zio->io_size);
2488                 }
2489                 zio_push_transform(zio, abuf, asize, asize, zio_subblock);
2490         }
2491
2492         ASSERT(P2PHASE(zio->io_offset, align) == 0);
2493         ASSERT(P2PHASE(zio->io_size, align) == 0);
2494         VERIFY(zio->io_type != ZIO_TYPE_WRITE || spa_writeable(spa));
2495
2496         /*
2497          * If this is a repair I/O, and there's no self-healing involved --
2498          * that is, we're just resilvering what we expect to resilver --
2499          * then don't do the I/O unless zio's txg is actually in vd's DTL.
2500          * This prevents spurious resilvering with nested replication.
2501          * For example, given a mirror of mirrors, (A+B)+(C+D), if only
2502          * A is out of date, we'll read from C+D, then use the data to
2503          * resilver A+B -- but we don't actually want to resilver B, just A.
2504          * The top-level mirror has no way to know this, so instead we just
2505          * discard unnecessary repairs as we work our way down the vdev tree.
2506          * The same logic applies to any form of nested replication:
2507          * ditto + mirror, RAID-Z + replacing, etc.  This covers them all.
2508          */
2509         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2510             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SELF_HEAL) &&
2511             zio->io_txg != 0 && /* not a delegated i/o */
2512             !vdev_dtl_contains(vd, DTL_PARTIAL, zio->io_txg, 1)) {
2513                 ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2514                 zio_vdev_io_bypass(zio);
2515                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2516         }
2517
2518         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2519             (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)) {
2520
2521                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ && vdev_cache_read(zio) == 0)
2522                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2523
2524                 if ((zio = vdev_queue_io(zio)) == NULL)
2525                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2526
2527                 if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2528                         zio->io_error = ENXIO;
2529                         zio_interrupt(zio);
2530                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2531                 }
2532         }
2533
2534         return (vd->vdev_ops->vdev_op_io_start(zio));
2535 }
2536
2537 static int
2538 zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
2539 {
2540         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2541         vdev_ops_t *ops = vd ? vd->vdev_ops : &vdev_mirror_ops;
2542         boolean_t unexpected_error = B_FALSE;
2543
2544         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2545                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2546
2547         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2548
2549         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
2550
2551                 vdev_queue_io_done(zio);
2552
2553                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2554                         vdev_cache_write(zio);
2555
2556                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2557                         zio->io_error = zio_handle_device_injection(vd,
2558                             zio, EIO);
2559
2560                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2561                         zio->io_error = zio_handle_label_injection(zio, EIO);
2562
2563                 if (zio->io_error) {
2564                         if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2565                                 zio->io_error = ENXIO;
2566                         } else {
2567                                 unexpected_error = B_TRUE;
2568                         }
2569                 }
2570         }
2571
2572         ops->vdev_op_io_done(zio);
2573
2574         if (unexpected_error)
2575                 VERIFY(vdev_probe(vd, zio) == NULL);
2576
2577         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2578 }
2579
2580 /*
2581  * For non-raidz ZIOs, we can just copy aside the bad data read from the
2582  * disk, and use that to finish the checksum ereport later.
2583  */
2584 static void
2585 zio_vsd_default_cksum_finish(zio_cksum_report_t *zcr,
2586     const void *good_buf)
2587 {
2588         /* no processing needed */
2589         zfs_ereport_finish_checksum(zcr, good_buf, zcr->zcr_cbdata, B_FALSE);
2590 }
2591
2592 /*ARGSUSED*/
2593 void
2594 zio_vsd_default_cksum_report(zio_t *zio, zio_cksum_report_t *zcr, void *ignored)
2595 {
2596         void *buf = zio_buf_alloc(zio->io_size);
2597
2598         bcopy(zio->io_data, buf, zio->io_size);
2599
2600         zcr->zcr_cbinfo = zio->io_size;
2601         zcr->zcr_cbdata = buf;
2602         zcr->zcr_finish = zio_vsd_default_cksum_finish;
2603         zcr->zcr_free = zio_buf_free;
2604 }
2605
2606 static int
2607 zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
2608 {
2609         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2610
2611         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2612                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2613
2614         if (vd == NULL && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2615                 spa_config_exit(zio->io_spa, SCL_ZIO, zio);
2616
2617         if (zio->io_vsd != NULL) {
2618                 zio->io_vsd_ops->vsd_free(zio);
2619                 zio->io_vsd = NULL;
2620         }
2621
2622         if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2623                 zio->io_error = zio_handle_fault_injection(zio, EIO);
2624
2625         /*
2626          * If the I/O failed, determine whether we should attempt to retry it.
2627          *
2628          * On retry, we cut in line in the issue queue, since we don't want
2629          * compression/checksumming/etc. work to prevent our (cheap) IO reissue.
2630          */
2631         if (zio->io_error && vd == NULL &&
2632             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_IO_RETRY))) {
2633                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_QUEUE)); /* not a leaf */
2634                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_BYPASS));  /* not a leaf */
2635                 zio->io_error = 0;
2636                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_RETRY |
2637                     ZIO_FLAG_DONT_CACHE | ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE;
2638                 zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1;
2639                 zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE,
2640                     zio_requeue_io_start_cut_in_line);
2641                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2642         }
2643
2644         /*
2645          * If we got an error on a leaf device, convert it to ENXIO
2646          * if the device is not accessible at all.
2647          */
2648         if (zio->io_error && vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2649             !vdev_accessible(vd, zio))
2650                 zio->io_error = ENXIO;
2651
2652         /*
2653          * If we can't write to an interior vdev (mirror or RAID-Z),
2654          * set vdev_cant_write so that we stop trying to allocate from it.
2655          */
2656         if (zio->io_error == ENXIO && zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2657             vd != NULL && !vd->vdev_ops->vdev_op_leaf)
2658                 vd->vdev_cant_write = B_TRUE;
2659
2660         if (zio->io_error)
2661                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2662
2663         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2664 }
2665
2666 void
2667 zio_vdev_io_reissue(zio_t *zio)
2668 {
2669         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2670         ASSERT(zio->io_error == 0);
2671
2672         zio->io_stage >>= 1;
2673 }
2674
2675 void
2676 zio_vdev_io_redone(zio_t *zio)
2677 {
2678         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE);
2679
2680         zio->io_stage >>= 1;
2681 }
2682
2683 void
2684 zio_vdev_io_bypass(zio_t *zio)
2685 {
2686         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2687         ASSERT(zio->io_error == 0);
2688
2689         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_BYPASS;
2690         zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS >> 1;
2691 }
2692
2693 /*
2694  * ==========================================================================
2695  * Generate and verify checksums
2696  * ==========================================================================
2697  */
2698 static int
2699 zio_checksum_generate(zio_t *zio)
2700 {
2701         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2702         enum zio_checksum checksum;
2703
2704         if (bp == NULL) {
2705                 /*
2706                  * This is zio_write_phys().
2707                  * We're either generating a label checksum, or none at all.
2708                  */
2709                 checksum = zio->io_prop.zp_checksum;
2710
2711                 if (checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
2712                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2713
2714                 ASSERT(checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
2715         } else {
2716                 if (BP_IS_GANG(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG) {
2717                         ASSERT(!IO_IS_ALLOCATING(zio));
2718                         checksum = ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER;
2719                 } else {
2720                         checksum = BP_GET_CHECKSUM(bp);
2721                 }
2722         }
2723
2724         zio_checksum_compute(zio, checksum, zio->io_data, zio->io_size);
2725
2726         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2727 }
2728
2729 static int
2730 zio_checksum_verify(zio_t *zio)
2731 {
2732         zio_bad_cksum_t info;
2733         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2734         int error;
2735
2736         ASSERT(zio->io_vd != NULL);
2737
2738         if (bp == NULL) {
2739                 /*
2740                  * This is zio_read_phys().
2741                  * We're either verifying a label checksum, or nothing at all.
2742                  */
2743                 if (zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
2744                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2745
2746                 ASSERT(zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
2747         }
2748
2749         if ((error = zio_checksum_error(zio, &info)) != 0) {
2750                 zio->io_error = error;
2751                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE)) {
2752                         zfs_ereport_start_checksum(zio->io_spa,
2753                             zio->io_vd, zio, zio->io_offset,
2754                             zio->io_size, NULL, &info);
2755                 }
2756         }
2757
2758         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2759 }
2760
2761 /*
2762  * Called by RAID-Z to ensure we don't compute the checksum twice.
2763  */
2764 void
2765 zio_checksum_verified(zio_t *zio)
2766 {
2767         zio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
2768 }
2769
2770 /*
2771  * ==========================================================================
2772  * Error rank.  Error are ranked in the order 0, ENXIO, ECKSUM, EIO, other.
2773  * An error of 0 indictes success.  ENXIO indicates whole-device failure,
2774  * which may be transient (e.g. unplugged) or permament.  ECKSUM and EIO
2775  * indicate errors that are specific to one I/O, and most likely permanent.
2776  * Any other error is presumed to be worse because we weren't expecting it.
2777  * ==========================================================================
2778  */
2779 int
2780 zio_worst_error(int e1, int e2)
2781 {
2782         static int zio_error_rank[] = { 0, ENXIO, ECKSUM, EIO };
2783         int r1, r2;
2784
2785         for (r1 = 0; r1 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r1++)
2786                 if (e1 == zio_error_rank[r1])
2787                         break;
2788
2789         for (r2 = 0; r2 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r2++)
2790                 if (e2 == zio_error_rank[r2])
2791                         break;
2792
2793         return (r1 > r2 ? e1 : e2);
2794 }
2795
2796 /*
2797  * ==========================================================================
2798  * I/O completion
2799  * ==========================================================================
2800  */
2801 static int
2802 zio_ready(zio_t *zio)
2803 {
2804         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2805         zio_t *pio, *pio_next;
2806
2807         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
2808             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_READY))
2809                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2810
2811         if (zio->io_ready) {
2812                 ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
2813                 ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
2814                 ASSERT(zio->io_children[ZIO_CHILD_GANG][ZIO_WAIT_READY] == 0);
2815
2816                 zio->io_ready(zio);
2817         }
2818
2819         if (bp != NULL && bp != &zio->io_bp_copy)
2820                 zio->io_bp_copy = *bp;
2821
2822         if (zio->io_error)
2823                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2824
2825         mutex_enter(&zio->io_lock);
2826         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = 1;
2827         pio = zio_walk_parents(zio);
2828         mutex_exit(&zio->io_lock);
2829
2830         /*
2831          * As we notify zio's parents, new parents could be added.
2832          * New parents go to the head of zio's io_parent_list, however,
2833          * so we will (correctly) not notify them.  The remainder of zio's
2834          * io_parent_list, from 'pio_next' onward, cannot change because
2835          * all parents must wait for us to be done before they can be done.
2836          */
2837         for (; pio != NULL; pio = pio_next) {
2838                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
2839                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_READY);
2840         }
2841
2842         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
2843                 if (BP_IS_GANG(bp)) {
2844                         zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_NODATA;
2845                 } else {
2846                         ASSERT((uintptr_t)zio->io_data < SPA_MAXBLOCKSIZE);
2847                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
2848                 }
2849         }
2850
2851         if (zio_injection_enabled &&
2852             zio->io_spa->spa_syncing_txg == zio->io_txg)
2853                 zio_handle_ignored_writes(zio);
2854
2855         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2856 }
2857
2858 static int
2859 zio_done(zio_t *zio)
2860 {
2861         zio_t *pio, *pio_next;
2862         int c, w;
2863
2864         /*
2865          * If our children haven't all completed,
2866          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
2867          */
2868         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE) ||
2869             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE) ||
2870             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE) ||
2871             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_DONE))
2872                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2873
2874         for (c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
2875                 for (w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
2876                         ASSERT(zio->io_children[c][w] == 0);
2877
2878         if (zio->io_bp != NULL) {
2879                 ASSERT(zio->io_bp->blk_pad[0] == 0);
2880                 ASSERT(zio->io_bp->blk_pad[1] == 0);
2881                 ASSERT(bcmp(zio->io_bp, &zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t)) == 0 ||
2882                     (zio->io_bp == zio_unique_parent(zio)->io_bp));
2883                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE && !BP_IS_HOLE(zio->io_bp) &&
2884                     zio->io_bp_override == NULL &&
2885                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)) {
2886                         ASSERT(!BP_SHOULD_BYTESWAP(zio->io_bp));
2887                         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
2888                         ASSERT(BP_COUNT_GANG(zio->io_bp) == 0 ||
2889                             (BP_COUNT_GANG(zio->io_bp) == BP_GET_NDVAS(zio->io_bp)));
2890                 }
2891         }
2892
2893         /*
2894          * If there were child vdev/gang/ddt errors, they apply to us now.
2895          */
2896         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_VDEV);
2897         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_GANG);
2898         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_DDT);
2899
2900         /*
2901          * If the I/O on the transformed data was successful, generate any
2902          * checksum reports now while we still have the transformed data.
2903          */
2904         if (zio->io_error == 0) {
2905                 while (zio->io_cksum_report != NULL) {
2906                         zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
2907                         uint64_t align = zcr->zcr_align;
2908                         uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
2909                         char *abuf = zio->io_data;
2910
2911                         if (asize != zio->io_size) {
2912                                 abuf = zio_buf_alloc(asize);
2913                                 bcopy(zio->io_data, abuf, zio->io_size);
2914                                 bzero(abuf + zio->io_size, asize - zio->io_size);
2915                         }
2916
2917                         zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
2918                         zcr->zcr_next = NULL;
2919                         zcr->zcr_finish(zcr, abuf);
2920                         zfs_ereport_free_checksum(zcr);
2921
2922                         if (asize != zio->io_size)
2923                                 zio_buf_free(abuf, asize);
2924                 }
2925         }
2926
2927         zio_pop_transforms(zio);        /* note: may set zio->io_error */
2928
2929         vdev_stat_update(zio, zio->io_size);
2930
2931         /*
2932          * If this I/O is attached to a particular vdev is slow, exceeding
2933          * 30 seconds to complete, post an error described the I/O delay.
2934          * We ignore these errors if the device is currently unavailable.
2935          */
2936         if (zio->io_delay >= MSEC_TO_TICK(zio_delay_max)) {
2937                 if (zio->io_vd != NULL && !vdev_is_dead(zio->io_vd))
2938                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DELAY, zio->io_spa,
2939                                          zio->io_vd, zio, 0, 0);
2940         }
2941
2942         if (zio->io_error) {
2943                 /*
2944                  * If this I/O is attached to a particular vdev,
2945                  * generate an error message describing the I/O failure
2946                  * at the block level.  We ignore these errors if the
2947                  * device is currently unavailable.
2948                  */
2949                 if (zio->io_error != ECKSUM && zio->io_vd != NULL &&
2950                         !vdev_is_dead(zio->io_vd))
2951                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO, zio->io_spa,
2952                                                 zio->io_vd, zio, 0, 0);
2953
2954                 if ((zio->io_error == EIO || !(zio->io_flags &
2955                     (ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))) &&
2956                     zio == zio->io_logical) {
2957                         /*
2958                          * For logical I/O requests, tell the SPA to log the
2959                          * error and generate a logical data ereport.
2960                          */
2961                         spa_log_error(zio->io_spa, zio);
2962                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DATA, zio->io_spa, NULL, zio,
2963                             0, 0);
2964                 }
2965         }
2966
2967         if (zio->io_error && zio == zio->io_logical) {
2968                 /*
2969                  * Determine whether zio should be reexecuted.  This will
2970                  * propagate all the way to the root via zio_notify_parent().
2971                  */
2972                 ASSERT(zio->io_vd == NULL && zio->io_bp != NULL);
2973                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2974
2975                 if (IO_IS_ALLOCATING(zio) &&
2976                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL)) {
2977                         if (zio->io_error != ENOSPC)
2978                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_NOW;
2979                         else
2980                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
2981                 }
2982
2983                 if ((zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2984                     zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) &&
2985                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) &&
2986                     zio->io_error == ENXIO &&
2987                     spa_load_state(zio->io_spa) == SPA_LOAD_NONE &&
2988                     spa_get_failmode(zio->io_spa) != ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE)
2989                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
2990
2991                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL) && !zio->io_reexecute)
2992                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
2993
2994                 /*
2995                  * Here is a possibly good place to attempt to do
2996                  * either combinatorial reconstruction or error correction
2997                  * based on checksums.  It also might be a good place
2998                  * to send out preliminary ereports before we suspend
2999                  * processing.
3000                  */
3001         }
3002
3003         /*
3004          * If there were logical child errors, they apply to us now.
3005          * We defer this until now to avoid conflating logical child
3006          * errors with errors that happened to the zio itself when
3007          * updating vdev stats and reporting FMA events above.
3008          */
3009         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL);
3010
3011         if ((zio->io_error || zio->io_reexecute) &&
3012             IO_IS_ALLOCATING(zio) && zio->io_gang_leader == zio &&
3013             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE))
3014                 zio_dva_unallocate(zio, zio->io_gang_tree, zio->io_bp);
3015
3016         zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
3017
3018         /*
3019          * Godfather I/Os should never suspend.
3020          */
3021         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3022             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND))
3023                 zio->io_reexecute = 0;
3024
3025         if (zio->io_reexecute) {
3026                 /*
3027                  * This is a logical I/O that wants to reexecute.
3028                  *
3029                  * Reexecute is top-down.  When an i/o fails, if it's not
3030                  * the root, it simply notifies its parent and sticks around.
3031                  * The parent, seeing that it still has children in zio_done(),
3032                  * does the same.  This percolates all the way up to the root.
3033                  * The root i/o will reexecute or suspend the entire tree.
3034                  *
3035                  * This approach ensures that zio_reexecute() honors
3036                  * all the original i/o dependency relationships, e.g.
3037                  * parents not executing until children are ready.
3038                  */
3039                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3040
3041                 zio->io_gang_leader = NULL;
3042
3043                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3044                 zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3045                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3046
3047                 /*
3048                  * "The Godfather" I/O monitors its children but is
3049                  * not a true parent to them. It will track them through
3050                  * the pipeline but severs its ties whenever they get into
3051                  * trouble (e.g. suspended). This allows "The Godfather"
3052                  * I/O to return status without blocking.
3053                  */
3054                 for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3055                         zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3056                         pio_next = zio_walk_parents(zio);
3057
3058                         if ((pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3059                             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND)) {
3060                                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3061                                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3062                         }
3063                 }
3064
3065                 if ((pio = zio_unique_parent(zio)) != NULL) {
3066                         /*
3067                          * We're not a root i/o, so there's nothing to do
3068                          * but notify our parent.  Don't propagate errors
3069                          * upward since we haven't permanently failed yet.
3070                          */
3071                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
3072                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
3073                         zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3074                 } else if (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND) {
3075                         /*
3076                          * We'd fail again if we reexecuted now, so suspend
3077                          * until conditions improve (e.g. device comes online).
3078                          */
3079                         zio_suspend(zio->io_spa, zio);
3080                 } else {
3081                         /*
3082                          * Reexecution is potentially a huge amount of work.
3083                          * Hand it off to the otherwise-unused claim taskq.
3084                          */
3085                         ASSERT(taskq_empty_ent(&zio->io_tqent));
3086                         spa_taskq_dispatch_ent(zio->io_spa,
3087                             ZIO_TYPE_CLAIM, ZIO_TASKQ_ISSUE,
3088                             (task_func_t *)zio_reexecute, zio, 0,
3089                             &zio->io_tqent);
3090                 }
3091                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3092         }
3093
3094         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
3095         ASSERT(zio->io_reexecute == 0);
3096         ASSERT(zio->io_error == 0 || (zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL));
3097
3098         /*
3099          * Report any checksum errors, since the I/O is complete.
3100          */
3101         while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3102                 zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3103                 zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3104                 zcr->zcr_next = NULL;
3105                 zcr->zcr_finish(zcr, NULL);
3106                 zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3107         }
3108
3109         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_FASTWRITE && zio->io_bp &&
3110             !BP_IS_HOLE(zio->io_bp)) {
3111                 metaslab_fastwrite_unmark(zio->io_spa, zio->io_bp);
3112         }
3113
3114         /*
3115          * It is the responsibility of the done callback to ensure that this
3116          * particular zio is no longer discoverable for adoption, and as
3117          * such, cannot acquire any new parents.
3118          */
3119         if (zio->io_done)
3120                 zio->io_done(zio);
3121
3122         mutex_enter(&zio->io_lock);
3123         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3124         mutex_exit(&zio->io_lock);
3125
3126         for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3127                 zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3128                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3129                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3130                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3131         }
3132
3133         if (zio->io_waiter != NULL) {
3134                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3135                 zio->io_executor = NULL;
3136                 cv_broadcast(&zio->io_cv);
3137                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3138         } else {
3139                 zio_destroy(zio);
3140         }
3141
3142         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3143 }
3144
3145 /*
3146  * ==========================================================================
3147  * I/O pipeline definition
3148  * ==========================================================================
3149  */
3150 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[] = {
3151         NULL,
3152         zio_read_bp_init,
3153         zio_free_bp_init,
3154         zio_issue_async,
3155         zio_write_bp_init,
3156         zio_checksum_generate,
3157         zio_ddt_read_start,
3158         zio_ddt_read_done,
3159         zio_ddt_write,
3160         zio_ddt_free,
3161         zio_gang_assemble,
3162         zio_gang_issue,
3163         zio_dva_allocate,
3164         zio_dva_free,
3165         zio_dva_claim,
3166         zio_ready,
3167         zio_vdev_io_start,
3168         zio_vdev_io_done,
3169         zio_vdev_io_assess,
3170         zio_checksum_verify,
3171         zio_done
3172 };
3173
3174 /* dnp is the dnode for zb1->zb_object */
3175 boolean_t
3176 zbookmark_is_before(const dnode_phys_t *dnp, const zbookmark_t *zb1,
3177     const zbookmark_t *zb2)
3178 {
3179         uint64_t zb1nextL0, zb2thisobj;
3180
3181         ASSERT(zb1->zb_objset == zb2->zb_objset);
3182         ASSERT(zb2->zb_level == 0);
3183
3184         /*
3185          * A bookmark in the deadlist is considered to be after
3186          * everything else.
3187          */
3188         if (zb2->zb_object == DMU_DEADLIST_OBJECT)
3189                 return (B_TRUE);
3190
3191         /* The objset_phys_t isn't before anything. */
3192         if (dnp == NULL)
3193                 return (B_FALSE);
3194
3195         zb1nextL0 = (zb1->zb_blkid + 1) <<
3196             ((zb1->zb_level) * (dnp->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT));
3197
3198         zb2thisobj = zb2->zb_object ? zb2->zb_object :
3199             zb2->zb_blkid << (DNODE_BLOCK_SHIFT - DNODE_SHIFT);
3200
3201         if (zb1->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3202                 uint64_t nextobj = zb1nextL0 *
3203                     (dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT) >> DNODE_SHIFT;
3204                 return (nextobj <= zb2thisobj);
3205         }
3206
3207         if (zb1->zb_object < zb2thisobj)
3208                 return (B_TRUE);
3209         if (zb1->zb_object > zb2thisobj)
3210                 return (B_FALSE);
3211         if (zb2->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT)
3212                 return (B_FALSE);
3213         return (zb1nextL0 <= zb2->zb_blkid);
3214 }
3215
3216 #if defined(_KERNEL) && defined(HAVE_SPL)
3217 /* Fault injection */
3218 EXPORT_SYMBOL(zio_injection_enabled);
3219 EXPORT_SYMBOL(zio_inject_fault);
3220 EXPORT_SYMBOL(zio_inject_list_next);
3221 EXPORT_SYMBOL(zio_clear_fault);
3222 EXPORT_SYMBOL(zio_handle_fault_injection);
3223 EXPORT_SYMBOL(zio_handle_device_injection);
3224 EXPORT_SYMBOL(zio_handle_label_injection);
3225 EXPORT_SYMBOL(zio_priority_table);
3226 EXPORT_SYMBOL(zio_type_name);
3227
3228 module_param(zio_bulk_flags, int, 0644);
3229 MODULE_PARM_DESC(zio_bulk_flags, "Additional flags to pass to bulk buffers");
3230
3231 module_param(zio_delay_max, int, 0644);
3232 MODULE_PARM_DESC(zio_delay_max, "Max zio millisec delay before posting event");
3233
3234 module_param(zio_requeue_io_start_cut_in_line, int, 0644);
3235 MODULE_PARM_DESC(zio_requeue_io_start_cut_in_line, "Prioritize requeued I/O");
3236
3237 module_param(zfs_sync_pass_deferred_free, int, 0644);
3238 MODULE_PARM_DESC(zfs_sync_pass_deferred_free,
3239     "defer frees starting in this pass");
3240
3241 module_param(zfs_sync_pass_dont_compress, int, 0644);
3242 MODULE_PARM_DESC(zfs_sync_pass_dont_compress,
3243     "don't compress starting in this pass");
3244
3245 module_param(zfs_sync_pass_rewrite, int, 0644);
3246 MODULE_PARM_DESC(zfs_sync_pass_rewrite,
3247     "rewrite new bps starting in this pass");
3248 #endif