3246 ZFS I/O deadman thread
[zfs.git] / module / zfs / zio.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2012 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2011 Nexenta Systems, Inc. All rights reserved.
25  */
26
27 #include <sys/zfs_context.h>
28 #include <sys/fm/fs/zfs.h>
29 #include <sys/spa.h>
30 #include <sys/txg.h>
31 #include <sys/spa_impl.h>
32 #include <sys/vdev_impl.h>
33 #include <sys/zio_impl.h>
34 #include <sys/zio_compress.h>
35 #include <sys/zio_checksum.h>
36 #include <sys/dmu_objset.h>
37 #include <sys/arc.h>
38 #include <sys/ddt.h>
39
40 /*
41  * ==========================================================================
42  * I/O priority table
43  * ==========================================================================
44  */
45 uint8_t zio_priority_table[ZIO_PRIORITY_TABLE_SIZE] = {
46         0,      /* ZIO_PRIORITY_NOW             */
47         0,      /* ZIO_PRIORITY_SYNC_READ       */
48         0,      /* ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE      */
49         0,      /* ZIO_PRIORITY_LOG_WRITE       */
50         1,      /* ZIO_PRIORITY_CACHE_FILL      */
51         1,      /* ZIO_PRIORITY_AGG             */
52         4,      /* ZIO_PRIORITY_FREE            */
53         4,      /* ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE     */
54         6,      /* ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ      */
55         10,     /* ZIO_PRIORITY_RESILVER        */
56         20,     /* ZIO_PRIORITY_SCRUB           */
57         2,      /* ZIO_PRIORITY_DDT_PREFETCH    */
58 };
59
60 /*
61  * ==========================================================================
62  * I/O type descriptions
63  * ==========================================================================
64  */
65 char *zio_type_name[ZIO_TYPES] = {
66         "z_null", "z_rd", "z_wr", "z_fr", "z_cl", "z_ioctl"
67 };
68
69 /*
70  * ==========================================================================
71  * I/O kmem caches
72  * ==========================================================================
73  */
74 kmem_cache_t *zio_cache;
75 kmem_cache_t *zio_link_cache;
76 kmem_cache_t *zio_vdev_cache;
77 kmem_cache_t *zio_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
78 kmem_cache_t *zio_data_buf_cache[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
79 int zio_bulk_flags = 0;
80 int zio_delay_max = ZIO_DELAY_MAX;
81
82 #ifdef _KERNEL
83 extern vmem_t *zio_alloc_arena;
84 #endif
85 extern int zfs_mg_alloc_failures;
86
87 /*
88  * An allocating zio is one that either currently has the DVA allocate
89  * stage set or will have it later in its lifetime.
90  */
91 #define IO_IS_ALLOCATING(zio) ((zio)->io_orig_pipeline & ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE)
92
93 int zio_requeue_io_start_cut_in_line = 1;
94
95 #ifdef ZFS_DEBUG
96 int zio_buf_debug_limit = 16384;
97 #else
98 int zio_buf_debug_limit = 0;
99 #endif
100
101 static inline void __zio_execute(zio_t *zio);
102
103 static int
104 zio_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
105 {
106         zio_t *zio = arg;
107
108         bzero(zio, sizeof (zio_t));
109
110         mutex_init(&zio->io_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
111         cv_init(&zio->io_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
112
113         list_create(&zio->io_parent_list, sizeof (zio_link_t),
114             offsetof(zio_link_t, zl_parent_node));
115         list_create(&zio->io_child_list, sizeof (zio_link_t),
116             offsetof(zio_link_t, zl_child_node));
117
118         return (0);
119 }
120
121 static void
122 zio_dest(void *arg, void *unused)
123 {
124         zio_t *zio = arg;
125
126         mutex_destroy(&zio->io_lock);
127         cv_destroy(&zio->io_cv);
128         list_destroy(&zio->io_parent_list);
129         list_destroy(&zio->io_child_list);
130 }
131
132 void
133 zio_init(void)
134 {
135         size_t c;
136         vmem_t *data_alloc_arena = NULL;
137
138 #ifdef _KERNEL
139         data_alloc_arena = zio_alloc_arena;
140 #endif
141         zio_cache = kmem_cache_create("zio_cache", sizeof (zio_t), 0,
142             zio_cons, zio_dest, NULL, NULL, NULL, KMC_KMEM);
143         zio_link_cache = kmem_cache_create("zio_link_cache",
144             sizeof (zio_link_t), 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, KMC_KMEM);
145         zio_vdev_cache = kmem_cache_create("zio_vdev_cache", sizeof(vdev_io_t),
146             PAGESIZE, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, KMC_VMEM);
147
148         /*
149          * For small buffers, we want a cache for each multiple of
150          * SPA_MINBLOCKSIZE.  For medium-size buffers, we want a cache
151          * for each quarter-power of 2.  For large buffers, we want
152          * a cache for each multiple of PAGESIZE.
153          */
154         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
155                 size_t size = (c + 1) << SPA_MINBLOCKSHIFT;
156                 size_t p2 = size;
157                 size_t align = 0;
158
159                 while (p2 & (p2 - 1))
160                         p2 &= p2 - 1;
161
162                 if (size <= 4 * SPA_MINBLOCKSIZE) {
163                         align = SPA_MINBLOCKSIZE;
164                 } else if (P2PHASE(size, PAGESIZE) == 0) {
165                         align = PAGESIZE;
166                 } else if (P2PHASE(size, p2 >> 2) == 0) {
167                         align = p2 >> 2;
168                 }
169
170                 if (align != 0) {
171                         char name[36];
172                         int flags = zio_bulk_flags;
173
174                         /*
175                          * The smallest buffers (512b) are heavily used and
176                          * experience a lot of churn.  The slabs allocated
177                          * for them are also relatively small (32K).  Thus
178                          * in over to avoid expensive calls to vmalloc() we
179                          * make an exception to the usual slab allocation
180                          * policy and force these buffers to be kmem backed.
181                          */
182                         if (size == (1 << SPA_MINBLOCKSHIFT))
183                                 flags |= KMC_KMEM;
184
185                         (void) sprintf(name, "zio_buf_%lu", (ulong_t)size);
186                         zio_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
187                             align, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, flags);
188
189                         (void) sprintf(name, "zio_data_buf_%lu", (ulong_t)size);
190                         zio_data_buf_cache[c] = kmem_cache_create(name, size,
191                             align, NULL, NULL, NULL, NULL,
192                             data_alloc_arena, flags);
193                 }
194         }
195
196         while (--c != 0) {
197                 ASSERT(zio_buf_cache[c] != NULL);
198                 if (zio_buf_cache[c - 1] == NULL)
199                         zio_buf_cache[c - 1] = zio_buf_cache[c];
200
201                 ASSERT(zio_data_buf_cache[c] != NULL);
202                 if (zio_data_buf_cache[c - 1] == NULL)
203                         zio_data_buf_cache[c - 1] = zio_data_buf_cache[c];
204         }
205
206         /*
207          * The zio write taskqs have 1 thread per cpu, allow 1/2 of the taskqs
208          * to fail 3 times per txg or 8 failures, whichever is greater.
209          */
210         zfs_mg_alloc_failures = MAX((3 * max_ncpus / 2), 8);
211
212         zio_inject_init();
213
214         lz4_init();
215 }
216
217 void
218 zio_fini(void)
219 {
220         size_t c;
221         kmem_cache_t *last_cache = NULL;
222         kmem_cache_t *last_data_cache = NULL;
223
224         for (c = 0; c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT; c++) {
225                 if (zio_buf_cache[c] != last_cache) {
226                         last_cache = zio_buf_cache[c];
227                         kmem_cache_destroy(zio_buf_cache[c]);
228                 }
229                 zio_buf_cache[c] = NULL;
230
231                 if (zio_data_buf_cache[c] != last_data_cache) {
232                         last_data_cache = zio_data_buf_cache[c];
233                         kmem_cache_destroy(zio_data_buf_cache[c]);
234                 }
235                 zio_data_buf_cache[c] = NULL;
236         }
237
238         kmem_cache_destroy(zio_vdev_cache);
239         kmem_cache_destroy(zio_link_cache);
240         kmem_cache_destroy(zio_cache);
241
242         zio_inject_fini();
243
244         lz4_fini();
245 }
246
247 /*
248  * ==========================================================================
249  * Allocate and free I/O buffers
250  * ==========================================================================
251  */
252
253 /*
254  * Use zio_buf_alloc to allocate ZFS metadata.  This data will appear in a
255  * crashdump if the kernel panics, so use it judiciously.  Obviously, it's
256  * useful to inspect ZFS metadata, but if possible, we should avoid keeping
257  * excess / transient data in-core during a crashdump.
258  */
259 void *
260 zio_buf_alloc(size_t size)
261 {
262         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
263
264         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
265
266         return (kmem_cache_alloc(zio_buf_cache[c], KM_PUSHPAGE | KM_NODEBUG));
267 }
268
269 /*
270  * Use zio_data_buf_alloc to allocate data.  The data will not appear in a
271  * crashdump if the kernel panics.  This exists so that we will limit the amount
272  * of ZFS data that shows up in a kernel crashdump.  (Thus reducing the amount
273  * of kernel heap dumped to disk when the kernel panics)
274  */
275 void *
276 zio_data_buf_alloc(size_t size)
277 {
278         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
279
280         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
281
282         return (kmem_cache_alloc(zio_data_buf_cache[c],
283             KM_PUSHPAGE | KM_NODEBUG));
284 }
285
286 void
287 zio_buf_free(void *buf, size_t size)
288 {
289         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
290
291         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
292
293         kmem_cache_free(zio_buf_cache[c], buf);
294 }
295
296 void
297 zio_data_buf_free(void *buf, size_t size)
298 {
299         size_t c = (size - 1) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
300
301         ASSERT(c < SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT);
302
303         kmem_cache_free(zio_data_buf_cache[c], buf);
304 }
305
306 /*
307  * Dedicated I/O buffers to ensure that memory fragmentation never prevents
308  * or significantly delays the issuing of a zio.   These buffers are used
309  * to aggregate I/O and could be used for raidz stripes.
310  */
311 void *
312 zio_vdev_alloc(void)
313 {
314         return (kmem_cache_alloc(zio_vdev_cache, KM_PUSHPAGE));
315 }
316
317 void
318 zio_vdev_free(void *buf)
319 {
320         kmem_cache_free(zio_vdev_cache, buf);
321
322 }
323
324 /*
325  * ==========================================================================
326  * Push and pop I/O transform buffers
327  * ==========================================================================
328  */
329 static void
330 zio_push_transform(zio_t *zio, void *data, uint64_t size, uint64_t bufsize,
331         zio_transform_func_t *transform)
332 {
333         zio_transform_t *zt = kmem_alloc(sizeof (zio_transform_t), KM_PUSHPAGE);
334
335         zt->zt_orig_data = zio->io_data;
336         zt->zt_orig_size = zio->io_size;
337         zt->zt_bufsize = bufsize;
338         zt->zt_transform = transform;
339
340         zt->zt_next = zio->io_transform_stack;
341         zio->io_transform_stack = zt;
342
343         zio->io_data = data;
344         zio->io_size = size;
345 }
346
347 static void
348 zio_pop_transforms(zio_t *zio)
349 {
350         zio_transform_t *zt;
351
352         while ((zt = zio->io_transform_stack) != NULL) {
353                 if (zt->zt_transform != NULL)
354                         zt->zt_transform(zio,
355                             zt->zt_orig_data, zt->zt_orig_size);
356
357                 if (zt->zt_bufsize != 0)
358                         zio_buf_free(zio->io_data, zt->zt_bufsize);
359
360                 zio->io_data = zt->zt_orig_data;
361                 zio->io_size = zt->zt_orig_size;
362                 zio->io_transform_stack = zt->zt_next;
363
364                 kmem_free(zt, sizeof (zio_transform_t));
365         }
366 }
367
368 /*
369  * ==========================================================================
370  * I/O transform callbacks for subblocks and decompression
371  * ==========================================================================
372  */
373 static void
374 zio_subblock(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
375 {
376         ASSERT(zio->io_size > size);
377
378         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
379                 bcopy(zio->io_data, data, size);
380 }
381
382 static void
383 zio_decompress(zio_t *zio, void *data, uint64_t size)
384 {
385         if (zio->io_error == 0 &&
386             zio_decompress_data(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp),
387             zio->io_data, data, zio->io_size, size) != 0)
388                 zio->io_error = EIO;
389 }
390
391 /*
392  * ==========================================================================
393  * I/O parent/child relationships and pipeline interlocks
394  * ==========================================================================
395  */
396 /*
397  * NOTE - Callers to zio_walk_parents() and zio_walk_children must
398  *        continue calling these functions until they return NULL.
399  *        Otherwise, the next caller will pick up the list walk in
400  *        some indeterminate state.  (Otherwise every caller would
401  *        have to pass in a cookie to keep the state represented by
402  *        io_walk_link, which gets annoying.)
403  */
404 zio_t *
405 zio_walk_parents(zio_t *cio)
406 {
407         zio_link_t *zl = cio->io_walk_link;
408         list_t *pl = &cio->io_parent_list;
409
410         zl = (zl == NULL) ? list_head(pl) : list_next(pl, zl);
411         cio->io_walk_link = zl;
412
413         if (zl == NULL)
414                 return (NULL);
415
416         ASSERT(zl->zl_child == cio);
417         return (zl->zl_parent);
418 }
419
420 zio_t *
421 zio_walk_children(zio_t *pio)
422 {
423         zio_link_t *zl = pio->io_walk_link;
424         list_t *cl = &pio->io_child_list;
425
426         zl = (zl == NULL) ? list_head(cl) : list_next(cl, zl);
427         pio->io_walk_link = zl;
428
429         if (zl == NULL)
430                 return (NULL);
431
432         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
433         return (zl->zl_child);
434 }
435
436 zio_t *
437 zio_unique_parent(zio_t *cio)
438 {
439         zio_t *pio = zio_walk_parents(cio);
440
441         VERIFY(zio_walk_parents(cio) == NULL);
442         return (pio);
443 }
444
445 void
446 zio_add_child(zio_t *pio, zio_t *cio)
447 {
448         zio_link_t *zl = kmem_cache_alloc(zio_link_cache, KM_PUSHPAGE);
449         int w;
450
451         /*
452          * Logical I/Os can have logical, gang, or vdev children.
453          * Gang I/Os can have gang or vdev children.
454          * Vdev I/Os can only have vdev children.
455          * The following ASSERT captures all of these constraints.
456          */
457         ASSERT(cio->io_child_type <= pio->io_child_type);
458
459         zl->zl_parent = pio;
460         zl->zl_child = cio;
461
462         mutex_enter(&cio->io_lock);
463         mutex_enter(&pio->io_lock);
464
465         ASSERT(pio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] == 0);
466
467         for (w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
468                 pio->io_children[cio->io_child_type][w] += !cio->io_state[w];
469
470         list_insert_head(&pio->io_child_list, zl);
471         list_insert_head(&cio->io_parent_list, zl);
472
473         pio->io_child_count++;
474         cio->io_parent_count++;
475
476         mutex_exit(&pio->io_lock);
477         mutex_exit(&cio->io_lock);
478 }
479
480 static void
481 zio_remove_child(zio_t *pio, zio_t *cio, zio_link_t *zl)
482 {
483         ASSERT(zl->zl_parent == pio);
484         ASSERT(zl->zl_child == cio);
485
486         mutex_enter(&cio->io_lock);
487         mutex_enter(&pio->io_lock);
488
489         list_remove(&pio->io_child_list, zl);
490         list_remove(&cio->io_parent_list, zl);
491
492         pio->io_child_count--;
493         cio->io_parent_count--;
494
495         mutex_exit(&pio->io_lock);
496         mutex_exit(&cio->io_lock);
497
498         kmem_cache_free(zio_link_cache, zl);
499 }
500
501 static boolean_t
502 zio_wait_for_children(zio_t *zio, enum zio_child child, enum zio_wait_type wait)
503 {
504         uint64_t *countp = &zio->io_children[child][wait];
505         boolean_t waiting = B_FALSE;
506
507         mutex_enter(&zio->io_lock);
508         ASSERT(zio->io_stall == NULL);
509         if (*countp != 0) {
510                 zio->io_stage >>= 1;
511                 zio->io_stall = countp;
512                 waiting = B_TRUE;
513         }
514         mutex_exit(&zio->io_lock);
515
516         return (waiting);
517 }
518
519 __attribute__((always_inline))
520 static inline void
521 zio_notify_parent(zio_t *pio, zio_t *zio, enum zio_wait_type wait)
522 {
523         uint64_t *countp = &pio->io_children[zio->io_child_type][wait];
524         int *errorp = &pio->io_child_error[zio->io_child_type];
525
526         mutex_enter(&pio->io_lock);
527         if (zio->io_error && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))
528                 *errorp = zio_worst_error(*errorp, zio->io_error);
529         pio->io_reexecute |= zio->io_reexecute;
530         ASSERT3U(*countp, >, 0);
531         if (--*countp == 0 && pio->io_stall == countp) {
532                 pio->io_stall = NULL;
533                 mutex_exit(&pio->io_lock);
534                 __zio_execute(pio);
535         } else {
536                 mutex_exit(&pio->io_lock);
537         }
538 }
539
540 static void
541 zio_inherit_child_errors(zio_t *zio, enum zio_child c)
542 {
543         if (zio->io_child_error[c] != 0 && zio->io_error == 0)
544                 zio->io_error = zio->io_child_error[c];
545 }
546
547 /*
548  * ==========================================================================
549  * Create the various types of I/O (read, write, free, etc)
550  * ==========================================================================
551  */
552 static zio_t *
553 zio_create(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
554     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
555     zio_type_t type, int priority, enum zio_flag flags,
556     vdev_t *vd, uint64_t offset, const zbookmark_t *zb,
557     enum zio_stage stage, enum zio_stage pipeline)
558 {
559         zio_t *zio;
560
561         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
562         ASSERT(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
563         ASSERT(P2PHASE(offset, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
564
565         ASSERT(!vd || spa_config_held(spa, SCL_STATE_ALL, RW_READER));
566         ASSERT(!bp || !(flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER));
567         ASSERT(vd || stage == ZIO_STAGE_OPEN);
568
569         zio = kmem_cache_alloc(zio_cache, KM_PUSHPAGE);
570
571         if (vd != NULL)
572                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_VDEV;
573         else if (flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD)
574                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_GANG;
575         else if (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD)
576                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_DDT;
577         else
578                 zio->io_child_type = ZIO_CHILD_LOGICAL;
579
580         if (bp != NULL) {
581                 zio->io_logical = NULL;
582                 zio->io_bp = (blkptr_t *)bp;
583                 zio->io_bp_copy = *bp;
584                 zio->io_bp_orig = *bp;
585                 if (type != ZIO_TYPE_WRITE ||
586                     zio->io_child_type == ZIO_CHILD_DDT)
587                         zio->io_bp = &zio->io_bp_copy;  /* so caller can free */
588                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
589                         zio->io_logical = zio;
590                 if (zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG && BP_IS_GANG(bp))
591                         pipeline |= ZIO_GANG_STAGES;
592         } else {
593                 zio->io_logical = NULL;
594                 zio->io_bp = NULL;
595                 bzero(&zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t));
596                 bzero(&zio->io_bp_orig, sizeof (blkptr_t));
597         }
598
599         zio->io_spa = spa;
600         zio->io_txg = txg;
601         zio->io_ready = NULL;
602         zio->io_done = done;
603         zio->io_private = private;
604         zio->io_prev_space_delta = 0;
605         zio->io_type = type;
606         zio->io_priority = priority;
607         zio->io_vd = vd;
608         zio->io_vsd = NULL;
609         zio->io_vsd_ops = NULL;
610         zio->io_offset = offset;
611         zio->io_deadline = 0;
612         zio->io_timestamp = 0;
613         zio->io_delta = 0;
614         zio->io_delay = 0;
615         zio->io_orig_data = zio->io_data = data;
616         zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
617         zio->io_orig_flags = zio->io_flags = flags;
618         zio->io_orig_stage = zio->io_stage = stage;
619         zio->io_orig_pipeline = zio->io_pipeline = pipeline;
620         bzero(&zio->io_prop, sizeof (zio_prop_t));
621         zio->io_cmd = 0;
622         zio->io_reexecute = 0;
623         zio->io_bp_override = NULL;
624         zio->io_walk_link = NULL;
625         zio->io_transform_stack = NULL;
626         zio->io_error = 0;
627         zio->io_child_count = 0;
628         zio->io_parent_count = 0;
629         zio->io_stall = NULL;
630         zio->io_gang_leader = NULL;
631         zio->io_gang_tree = NULL;
632         zio->io_executor = NULL;
633         zio->io_waiter = NULL;
634         zio->io_cksum_report = NULL;
635         zio->io_ena = 0;
636         bzero(zio->io_child_error, sizeof (int) * ZIO_CHILD_TYPES);
637         bzero(zio->io_children,
638             sizeof (uint64_t) * ZIO_CHILD_TYPES * ZIO_WAIT_TYPES);
639         bzero(&zio->io_bookmark, sizeof (zbookmark_t));
640
641         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = (stage >= ZIO_STAGE_READY);
642         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = (stage >= ZIO_STAGE_DONE);
643
644         if (zb != NULL)
645                 zio->io_bookmark = *zb;
646
647         if (pio != NULL) {
648                 if (zio->io_logical == NULL)
649                         zio->io_logical = pio->io_logical;
650                 if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG)
651                         zio->io_gang_leader = pio->io_gang_leader;
652                 zio_add_child(pio, zio);
653         }
654
655         taskq_init_ent(&zio->io_tqent);
656
657         return (zio);
658 }
659
660 static void
661 zio_destroy(zio_t *zio)
662 {
663         kmem_cache_free(zio_cache, zio);
664 }
665
666 zio_t *
667 zio_null(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, zio_done_func_t *done,
668     void *private, enum zio_flag flags)
669 {
670         zio_t *zio;
671
672         zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
673             ZIO_TYPE_NULL, ZIO_PRIORITY_NOW, flags, vd, 0, NULL,
674             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_INTERLOCK_PIPELINE);
675
676         return (zio);
677 }
678
679 zio_t *
680 zio_root(spa_t *spa, zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
681 {
682         return (zio_null(NULL, spa, NULL, done, private, flags));
683 }
684
685 zio_t *
686 zio_read(zio_t *pio, spa_t *spa, const blkptr_t *bp,
687     void *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
688     int priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_t *zb)
689 {
690         zio_t *zio;
691
692         zio = zio_create(pio, spa, BP_PHYSICAL_BIRTH(bp), bp,
693             data, size, done, private,
694             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, NULL, 0, zb,
695             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
696             ZIO_DDT_CHILD_READ_PIPELINE : ZIO_READ_PIPELINE);
697
698         return (zio);
699 }
700
701 zio_t *
702 zio_write(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp,
703     void *data, uint64_t size, const zio_prop_t *zp,
704     zio_done_func_t *ready, zio_done_func_t *done, void *private,
705     int priority, enum zio_flag flags, const zbookmark_t *zb)
706 {
707         zio_t *zio;
708
709         ASSERT(zp->zp_checksum >= ZIO_CHECKSUM_OFF &&
710             zp->zp_checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS &&
711             zp->zp_compress >= ZIO_COMPRESS_OFF &&
712             zp->zp_compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS &&
713             DMU_OT_IS_VALID(zp->zp_type) &&
714             zp->zp_level < 32 &&
715             zp->zp_copies > 0 &&
716             zp->zp_copies <= spa_max_replication(spa) &&
717             zp->zp_dedup <= 1 &&
718             zp->zp_dedup_verify <= 1);
719
720         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
721             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
722             ZIO_STAGE_OPEN, (flags & ZIO_FLAG_DDT_CHILD) ?
723             ZIO_DDT_CHILD_WRITE_PIPELINE : ZIO_WRITE_PIPELINE);
724
725         zio->io_ready = ready;
726         zio->io_prop = *zp;
727
728         return (zio);
729 }
730
731 zio_t *
732 zio_rewrite(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp, void *data,
733     uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private, int priority,
734     enum zio_flag flags, zbookmark_t *zb)
735 {
736         zio_t *zio;
737
738         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, data, size, done, private,
739             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, NULL, 0, zb,
740             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_REWRITE_PIPELINE);
741
742         return (zio);
743 }
744
745 void
746 zio_write_override(zio_t *zio, blkptr_t *bp, int copies)
747 {
748         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
749         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
750         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
751         ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(zio->io_spa));
752
753         zio->io_prop.zp_copies = copies;
754         zio->io_bp_override = bp;
755 }
756
757 void
758 zio_free(spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp)
759 {
760         bplist_append(&spa->spa_free_bplist[txg & TXG_MASK], bp);
761 }
762
763 zio_t *
764 zio_free_sync(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
765     enum zio_flag flags)
766 {
767         zio_t *zio;
768
769         dprintf_bp(bp, "freeing in txg %llu, pass %u",
770             (longlong_t)txg, spa->spa_sync_pass);
771
772         ASSERT(!BP_IS_HOLE(bp));
773         ASSERT(spa_syncing_txg(spa) == txg);
774         ASSERT(spa_sync_pass(spa) <= SYNC_PASS_DEFERRED_FREE);
775
776         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
777             NULL, NULL, ZIO_TYPE_FREE, ZIO_PRIORITY_FREE, flags,
778             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_FREE_PIPELINE);
779
780         return (zio);
781 }
782
783 zio_t *
784 zio_claim(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
785     zio_done_func_t *done, void *private, enum zio_flag flags)
786 {
787         zio_t *zio;
788
789         /*
790          * A claim is an allocation of a specific block.  Claims are needed
791          * to support immediate writes in the intent log.  The issue is that
792          * immediate writes contain committed data, but in a txg that was
793          * *not* committed.  Upon opening the pool after an unclean shutdown,
794          * the intent log claims all blocks that contain immediate write data
795          * so that the SPA knows they're in use.
796          *
797          * All claims *must* be resolved in the first txg -- before the SPA
798          * starts allocating blocks -- so that nothing is allocated twice.
799          * If txg == 0 we just verify that the block is claimable.
800          */
801         ASSERT3U(spa->spa_uberblock.ub_rootbp.blk_birth, <, spa_first_txg(spa));
802         ASSERT(txg == spa_first_txg(spa) || txg == 0);
803         ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp) || !spa_writeable(spa));       /* zdb(1M) */
804
805         zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
806             done, private, ZIO_TYPE_CLAIM, ZIO_PRIORITY_NOW, flags,
807             NULL, 0, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_CLAIM_PIPELINE);
808
809         return (zio);
810 }
811
812 zio_t *
813 zio_ioctl(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, int cmd,
814     zio_done_func_t *done, void *private, int priority, enum zio_flag flags)
815 {
816         zio_t *zio;
817         int c;
818
819         if (vd->vdev_children == 0) {
820                 zio = zio_create(pio, spa, 0, NULL, NULL, 0, done, private,
821                     ZIO_TYPE_IOCTL, priority, flags, vd, 0, NULL,
822                     ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_IOCTL_PIPELINE);
823
824                 zio->io_cmd = cmd;
825         } else {
826                 zio = zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, flags);
827
828                 for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
829                         zio_nowait(zio_ioctl(zio, spa, vd->vdev_child[c], cmd,
830                             done, private, priority, flags));
831         }
832
833         return (zio);
834 }
835
836 zio_t *
837 zio_read_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
838     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
839     int priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
840 {
841         zio_t *zio;
842
843         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
844         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
845             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
846         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
847
848         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
849             ZIO_TYPE_READ, priority, flags, vd, offset, NULL,
850             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_READ_PHYS_PIPELINE);
851
852         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
853
854         return (zio);
855 }
856
857 zio_t *
858 zio_write_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
859     void *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
860     int priority, enum zio_flag flags, boolean_t labels)
861 {
862         zio_t *zio;
863
864         ASSERT(vd->vdev_children == 0);
865         ASSERT(!labels || offset + size <= VDEV_LABEL_START_SIZE ||
866             offset >= vd->vdev_psize - VDEV_LABEL_END_SIZE);
867         ASSERT3U(offset + size, <=, vd->vdev_psize);
868
869         zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, data, size, done, private,
870             ZIO_TYPE_WRITE, priority, flags, vd, offset, NULL,
871             ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_WRITE_PHYS_PIPELINE);
872
873         zio->io_prop.zp_checksum = checksum;
874
875         if (zio_checksum_table[checksum].ci_eck) {
876                 /*
877                  * zec checksums are necessarily destructive -- they modify
878                  * the end of the write buffer to hold the verifier/checksum.
879                  * Therefore, we must make a local copy in case the data is
880                  * being written to multiple places in parallel.
881                  */
882                 void *wbuf = zio_buf_alloc(size);
883                 bcopy(data, wbuf, size);
884                 zio_push_transform(zio, wbuf, size, size, NULL);
885         }
886
887         return (zio);
888 }
889
890 /*
891  * Create a child I/O to do some work for us.
892  */
893 zio_t *
894 zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
895         void *data, uint64_t size, int type, int priority, enum zio_flag flags,
896         zio_done_func_t *done, void *private)
897 {
898         enum zio_stage pipeline = ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE;
899         zio_t *zio;
900
901         ASSERT(vd->vdev_parent ==
902             (pio->io_vd ? pio->io_vd : pio->io_spa->spa_root_vdev));
903
904         if (type == ZIO_TYPE_READ && bp != NULL) {
905                 /*
906                  * If we have the bp, then the child should perform the
907                  * checksum and the parent need not.  This pushes error
908                  * detection as close to the leaves as possible and
909                  * eliminates redundant checksums in the interior nodes.
910                  */
911                 pipeline |= ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
912                 pio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
913         }
914
915         if (vd->vdev_children == 0)
916                 offset += VDEV_LABEL_START_SIZE;
917
918         flags |= ZIO_VDEV_CHILD_FLAGS(pio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
919
920         /*
921          * If we've decided to do a repair, the write is not speculative --
922          * even if the original read was.
923          */
924         if (flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)
925                 flags &= ~ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
926
927         zio = zio_create(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp, data, size,
928             done, private, type, priority, flags, vd, offset, &pio->io_bookmark,
929             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, pipeline);
930
931         return (zio);
932 }
933
934 zio_t *
935 zio_vdev_delegated_io(vdev_t *vd, uint64_t offset, void *data, uint64_t size,
936         int type, int priority, enum zio_flag flags,
937         zio_done_func_t *done, void *private)
938 {
939         zio_t *zio;
940
941         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
942
943         zio = zio_create(NULL, vd->vdev_spa, 0, NULL,
944             data, size, done, private, type, priority,
945             flags | ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_RETRY,
946             vd, offset, NULL,
947             ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1, ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE);
948
949         return (zio);
950 }
951
952 void
953 zio_flush(zio_t *zio, vdev_t *vd)
954 {
955         zio_nowait(zio_ioctl(zio, zio->io_spa, vd, DKIOCFLUSHWRITECACHE,
956             NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_NOW,
957             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE | ZIO_FLAG_DONT_RETRY));
958 }
959
960 void
961 zio_shrink(zio_t *zio, uint64_t size)
962 {
963         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
964         ASSERT(zio->io_orig_size == zio->io_size);
965         ASSERT(size <= zio->io_size);
966
967         /*
968          * We don't shrink for raidz because of problems with the
969          * reconstruction when reading back less than the block size.
970          * Note, BP_IS_RAIDZ() assumes no compression.
971          */
972         ASSERT(BP_GET_COMPRESS(zio->io_bp) == ZIO_COMPRESS_OFF);
973         if (!BP_IS_RAIDZ(zio->io_bp))
974                 zio->io_orig_size = zio->io_size = size;
975 }
976
977 /*
978  * ==========================================================================
979  * Prepare to read and write logical blocks
980  * ==========================================================================
981  */
982
983 static int
984 zio_read_bp_init(zio_t *zio)
985 {
986         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
987
988         if (BP_GET_COMPRESS(bp) != ZIO_COMPRESS_OFF &&
989             zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
990             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW)) {
991                 uint64_t psize = BP_GET_PSIZE(bp);
992                 void *cbuf = zio_buf_alloc(psize);
993
994                 zio_push_transform(zio, cbuf, psize, psize, zio_decompress);
995         }
996
997         if (!DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) && BP_GET_LEVEL(bp) == 0)
998                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
999
1000         if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_DDT_ZAP)
1001                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE;
1002
1003         if (BP_GET_DEDUP(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
1004                 zio->io_pipeline = ZIO_DDT_READ_PIPELINE;
1005
1006         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1007 }
1008
1009 static int
1010 zio_write_bp_init(zio_t *zio)
1011 {
1012         spa_t *spa = zio->io_spa;
1013         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
1014         enum zio_compress compress = zp->zp_compress;
1015         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1016         uint64_t lsize = zio->io_size;
1017         uint64_t psize = lsize;
1018         int pass = 1;
1019
1020         /*
1021          * If our children haven't all reached the ready stage,
1022          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
1023          */
1024         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
1025             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_READY))
1026                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1027
1028         if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
1029                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1030
1031         ASSERT(zio->io_child_type != ZIO_CHILD_DDT);
1032
1033         if (zio->io_bp_override) {
1034                 ASSERT(bp->blk_birth != zio->io_txg);
1035                 ASSERT(BP_GET_DEDUP(zio->io_bp_override) == 0);
1036
1037                 *bp = *zio->io_bp_override;
1038                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1039
1040                 if (BP_IS_HOLE(bp) || !zp->zp_dedup)
1041                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1042
1043                 ASSERT(zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup ||
1044                     zp->zp_dedup_verify);
1045
1046                 if (BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum) {
1047                         BP_SET_DEDUP(bp, 1);
1048                         zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_DDT_WRITE;
1049                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1050                 }
1051                 zio->io_bp_override = NULL;
1052                 BP_ZERO(bp);
1053         }
1054
1055         if (bp->blk_birth == zio->io_txg) {
1056                 /*
1057                  * We're rewriting an existing block, which means we're
1058                  * working on behalf of spa_sync().  For spa_sync() to
1059                  * converge, it must eventually be the case that we don't
1060                  * have to allocate new blocks.  But compression changes
1061                  * the blocksize, which forces a reallocate, and makes
1062                  * convergence take longer.  Therefore, after the first
1063                  * few passes, stop compressing to ensure convergence.
1064                  */
1065                 pass = spa_sync_pass(spa);
1066
1067                 ASSERT(zio->io_txg == spa_syncing_txg(spa));
1068                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1069                 ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp));
1070
1071                 if (pass > SYNC_PASS_DONT_COMPRESS)
1072                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1073
1074                 /* Make sure someone doesn't change their mind on overwrites */
1075                 ASSERT(MIN(zp->zp_copies + BP_IS_GANG(bp),
1076                     spa_max_replication(spa)) == BP_GET_NDVAS(bp));
1077         }
1078
1079         if (compress != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1080                 void *cbuf = zio_buf_alloc(lsize);
1081                 psize = zio_compress_data(compress, zio->io_data, cbuf, lsize);
1082                 if (psize == 0 || psize == lsize) {
1083                         compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1084                         zio_buf_free(cbuf, lsize);
1085                 } else {
1086                         ASSERT(psize < lsize);
1087                         zio_push_transform(zio, cbuf, psize, lsize, NULL);
1088                 }
1089         }
1090
1091         /*
1092          * The final pass of spa_sync() must be all rewrites, but the first
1093          * few passes offer a trade-off: allocating blocks defers convergence,
1094          * but newly allocated blocks are sequential, so they can be written
1095          * to disk faster.  Therefore, we allow the first few passes of
1096          * spa_sync() to allocate new blocks, but force rewrites after that.
1097          * There should only be a handful of blocks after pass 1 in any case.
1098          */
1099         if (bp->blk_birth == zio->io_txg && BP_GET_PSIZE(bp) == psize &&
1100             pass > SYNC_PASS_REWRITE) {
1101                 enum zio_stage gang_stages = zio->io_pipeline & ZIO_GANG_STAGES;
1102                 ASSERT(psize != 0);
1103                 zio->io_pipeline = ZIO_REWRITE_PIPELINE | gang_stages;
1104                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_REWRITE;
1105         } else {
1106                 BP_ZERO(bp);
1107                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
1108         }
1109
1110         if (psize == 0) {
1111                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1112         } else {
1113                 ASSERT(zp->zp_checksum != ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER);
1114                 BP_SET_LSIZE(bp, lsize);
1115                 BP_SET_PSIZE(bp, psize);
1116                 BP_SET_COMPRESS(bp, compress);
1117                 BP_SET_CHECKSUM(bp, zp->zp_checksum);
1118                 BP_SET_TYPE(bp, zp->zp_type);
1119                 BP_SET_LEVEL(bp, zp->zp_level);
1120                 BP_SET_DEDUP(bp, zp->zp_dedup);
1121                 BP_SET_BYTEORDER(bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
1122                 if (zp->zp_dedup) {
1123                         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1124                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE));
1125                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_WRITE_PIPELINE;
1126                 }
1127         }
1128
1129         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1130 }
1131
1132 static int
1133 zio_free_bp_init(zio_t *zio)
1134 {
1135         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1136
1137         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL) {
1138                 if (BP_GET_DEDUP(bp))
1139                         zio->io_pipeline = ZIO_DDT_FREE_PIPELINE;
1140         }
1141
1142         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1143 }
1144
1145 /*
1146  * ==========================================================================
1147  * Execute the I/O pipeline
1148  * ==========================================================================
1149  */
1150
1151 static void
1152 zio_taskq_dispatch(zio_t *zio, enum zio_taskq_type q, boolean_t cutinline)
1153 {
1154         spa_t *spa = zio->io_spa;
1155         zio_type_t t = zio->io_type;
1156         int flags = (cutinline ? TQ_FRONT : 0);
1157
1158         /*
1159          * If we're a config writer or a probe, the normal issue and
1160          * interrupt threads may all be blocked waiting for the config lock.
1161          * In this case, select the otherwise-unused taskq for ZIO_TYPE_NULL.
1162          */
1163         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_PROBE))
1164                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1165
1166         /*
1167          * A similar issue exists for the L2ARC write thread until L2ARC 2.0.
1168          */
1169         if (t == ZIO_TYPE_WRITE && zio->io_vd && zio->io_vd->vdev_aux)
1170                 t = ZIO_TYPE_NULL;
1171
1172         /*
1173          * If this is a high priority I/O, then use the high priority taskq.
1174          */
1175         if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW &&
1176             spa->spa_zio_taskq[t][q + 1] != NULL)
1177                 q++;
1178
1179         ASSERT3U(q, <, ZIO_TASKQ_TYPES);
1180
1181         /*
1182          * NB: We are assuming that the zio can only be dispatched
1183          * to a single taskq at a time.  It would be a grievous error
1184          * to dispatch the zio to another taskq at the same time.
1185          */
1186         ASSERT(taskq_empty_ent(&zio->io_tqent));
1187         taskq_dispatch_ent(spa->spa_zio_taskq[t][q],
1188             (task_func_t *)zio_execute, zio, flags, &zio->io_tqent);
1189 }
1190
1191 static boolean_t
1192 zio_taskq_member(zio_t *zio, enum zio_taskq_type q)
1193 {
1194         kthread_t *executor = zio->io_executor;
1195         spa_t *spa = zio->io_spa;
1196         zio_type_t t;
1197
1198         for (t = 0; t < ZIO_TYPES; t++)
1199                 if (taskq_member(spa->spa_zio_taskq[t][q], executor))
1200                         return (B_TRUE);
1201
1202         return (B_FALSE);
1203 }
1204
1205 static int
1206 zio_issue_async(zio_t *zio)
1207 {
1208         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1209
1210         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1211 }
1212
1213 void
1214 zio_interrupt(zio_t *zio)
1215 {
1216         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT, B_FALSE);
1217 }
1218
1219 /*
1220  * Execute the I/O pipeline until one of the following occurs:
1221  * (1) the I/O completes; (2) the pipeline stalls waiting for
1222  * dependent child I/Os; (3) the I/O issues, so we're waiting
1223  * for an I/O completion interrupt; (4) the I/O is delegated by
1224  * vdev-level caching or aggregation; (5) the I/O is deferred
1225  * due to vdev-level queueing; (6) the I/O is handed off to
1226  * another thread.  In all cases, the pipeline stops whenever
1227  * there's no CPU work; it never burns a thread in cv_wait().
1228  *
1229  * There's no locking on io_stage because there's no legitimate way
1230  * for multiple threads to be attempting to process the same I/O.
1231  */
1232 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[];
1233
1234 /*
1235  * zio_execute() is a wrapper around the static function
1236  * __zio_execute() so that we can force  __zio_execute() to be
1237  * inlined.  This reduces stack overhead which is important
1238  * because __zio_execute() is called recursively in several zio
1239  * code paths.  zio_execute() itself cannot be inlined because
1240  * it is externally visible.
1241  */
1242 void
1243 zio_execute(zio_t *zio)
1244 {
1245         __zio_execute(zio);
1246 }
1247
1248 __attribute__((always_inline))
1249 static inline void
1250 __zio_execute(zio_t *zio)
1251 {
1252         zio->io_executor = curthread;
1253
1254         while (zio->io_stage < ZIO_STAGE_DONE) {
1255                 enum zio_stage pipeline = zio->io_pipeline;
1256                 enum zio_stage stage = zio->io_stage;
1257                 dsl_pool_t *dp;
1258                 boolean_t cut;
1259                 int rv;
1260
1261                 ASSERT(!MUTEX_HELD(&zio->io_lock));
1262                 ASSERT(ISP2(stage));
1263                 ASSERT(zio->io_stall == NULL);
1264
1265                 do {
1266                         stage <<= 1;
1267                 } while ((stage & pipeline) == 0);
1268
1269                 ASSERT(stage <= ZIO_STAGE_DONE);
1270
1271                 dp = spa_get_dsl(zio->io_spa);
1272                 cut = (stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START) ?
1273                     zio_requeue_io_start_cut_in_line : B_FALSE;
1274
1275                 /*
1276                  * If we are in interrupt context and this pipeline stage
1277                  * will grab a config lock that is held across I/O,
1278                  * or may wait for an I/O that needs an interrupt thread
1279                  * to complete, issue async to avoid deadlock.
1280                  *
1281                  * For VDEV_IO_START, we cut in line so that the io will
1282                  * be sent to disk promptly.
1283                  */
1284                 if ((stage & ZIO_BLOCKING_STAGES) && zio->io_vd == NULL &&
1285                     zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_INTERRUPT)) {
1286                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
1287                         return;
1288                 }
1289
1290 #ifdef _KERNEL
1291                 /*
1292                  * If we executing in the context of the tx_sync_thread,
1293                  * or we are performing pool initialization outside of a
1294                  * zio_taskq[ZIO_TASKQ_ISSUE] context.  Then issue the zio
1295                  * async to minimize stack usage for these deep call paths.
1296                  */
1297                 if ((dp && curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread) ||
1298                     (dp && spa_is_initializing(dp->dp_spa) &&
1299                     !zio_taskq_member(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE))) {
1300                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, cut);
1301                         return;
1302                 }
1303 #endif
1304
1305                 zio->io_stage = stage;
1306                 rv = zio_pipeline[highbit(stage) - 1](zio);
1307
1308                 if (rv == ZIO_PIPELINE_STOP)
1309                         return;
1310
1311                 ASSERT(rv == ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1312         }
1313 }
1314
1315
1316 /*
1317  * ==========================================================================
1318  * Initiate I/O, either sync or async
1319  * ==========================================================================
1320  */
1321 int
1322 zio_wait(zio_t *zio)
1323 {
1324         int error;
1325
1326         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1327         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1328
1329         zio->io_waiter = curthread;
1330
1331         __zio_execute(zio);
1332
1333         mutex_enter(&zio->io_lock);
1334         while (zio->io_executor != NULL)
1335                 cv_wait_io(&zio->io_cv, &zio->io_lock);
1336         mutex_exit(&zio->io_lock);
1337
1338         error = zio->io_error;
1339         zio_destroy(zio);
1340
1341         return (error);
1342 }
1343
1344 void
1345 zio_nowait(zio_t *zio)
1346 {
1347         ASSERT(zio->io_executor == NULL);
1348
1349         if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
1350             zio_unique_parent(zio) == NULL) {
1351                 /*
1352                  * This is a logical async I/O with no parent to wait for it.
1353                  * We add it to the spa_async_root_zio "Godfather" I/O which
1354                  * will ensure they complete prior to unloading the pool.
1355                  */
1356                 spa_t *spa = zio->io_spa;
1357
1358                 zio_add_child(spa->spa_async_zio_root, zio);
1359         }
1360
1361         __zio_execute(zio);
1362 }
1363
1364 /*
1365  * ==========================================================================
1366  * Reexecute or suspend/resume failed I/O
1367  * ==========================================================================
1368  */
1369
1370 static void
1371 zio_reexecute(zio_t *pio)
1372 {
1373         zio_t *cio, *cio_next;
1374         int c, w;
1375
1376         ASSERT(pio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1377         ASSERT(pio->io_orig_stage == ZIO_STAGE_OPEN);
1378         ASSERT(pio->io_gang_leader == NULL);
1379         ASSERT(pio->io_gang_tree == NULL);
1380
1381         pio->io_flags = pio->io_orig_flags;
1382         pio->io_stage = pio->io_orig_stage;
1383         pio->io_pipeline = pio->io_orig_pipeline;
1384         pio->io_reexecute = 0;
1385         pio->io_error = 0;
1386         for (w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1387                 pio->io_state[w] = 0;
1388         for (c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
1389                 pio->io_child_error[c] = 0;
1390
1391         if (IO_IS_ALLOCATING(pio))
1392                 BP_ZERO(pio->io_bp);
1393
1394         /*
1395          * As we reexecute pio's children, new children could be created.
1396          * New children go to the head of pio's io_child_list, however,
1397          * so we will (correctly) not reexecute them.  The key is that
1398          * the remainder of pio's io_child_list, from 'cio_next' onward,
1399          * cannot be affected by any side effects of reexecuting 'cio'.
1400          */
1401         for (cio = zio_walk_children(pio); cio != NULL; cio = cio_next) {
1402                 cio_next = zio_walk_children(pio);
1403                 mutex_enter(&pio->io_lock);
1404                 for (w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
1405                         pio->io_children[cio->io_child_type][w]++;
1406                 mutex_exit(&pio->io_lock);
1407                 zio_reexecute(cio);
1408         }
1409
1410         /*
1411          * Now that all children have been reexecuted, execute the parent.
1412          * We don't reexecute "The Godfather" I/O here as it's the
1413          * responsibility of the caller to wait on him.
1414          */
1415         if (!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER))
1416                 __zio_execute(pio);
1417 }
1418
1419 void
1420 zio_suspend(spa_t *spa, zio_t *zio)
1421 {
1422         if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_PANIC)
1423                 fm_panic("Pool '%s' has encountered an uncorrectable I/O "
1424                     "failure and the failure mode property for this pool "
1425                     "is set to panic.", spa_name(spa));
1426
1427         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO_FAILURE, spa, NULL, NULL, 0, 0);
1428
1429         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1430
1431         if (spa->spa_suspend_zio_root == NULL)
1432                 spa->spa_suspend_zio_root = zio_root(spa, NULL, NULL,
1433                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE |
1434                     ZIO_FLAG_GODFATHER);
1435
1436         spa->spa_suspended = B_TRUE;
1437
1438         if (zio != NULL) {
1439                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
1440                 ASSERT(zio != spa->spa_suspend_zio_root);
1441                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1442                 ASSERT(zio_unique_parent(zio) == NULL);
1443                 ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DONE);
1444                 zio_add_child(spa->spa_suspend_zio_root, zio);
1445         }
1446
1447         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1448 }
1449
1450 int
1451 zio_resume(spa_t *spa)
1452 {
1453         zio_t *pio;
1454
1455         /*
1456          * Reexecute all previously suspended i/o.
1457          */
1458         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1459         spa->spa_suspended = B_FALSE;
1460         cv_broadcast(&spa->spa_suspend_cv);
1461         pio = spa->spa_suspend_zio_root;
1462         spa->spa_suspend_zio_root = NULL;
1463         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1464
1465         if (pio == NULL)
1466                 return (0);
1467
1468         zio_reexecute(pio);
1469         return (zio_wait(pio));
1470 }
1471
1472 void
1473 zio_resume_wait(spa_t *spa)
1474 {
1475         mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
1476         while (spa_suspended(spa))
1477                 cv_wait(&spa->spa_suspend_cv, &spa->spa_suspend_lock);
1478         mutex_exit(&spa->spa_suspend_lock);
1479 }
1480
1481 /*
1482  * ==========================================================================
1483  * Gang blocks.
1484  *
1485  * A gang block is a collection of small blocks that looks to the DMU
1486  * like one large block.  When zio_dva_allocate() cannot find a block
1487  * of the requested size, due to either severe fragmentation or the pool
1488  * being nearly full, it calls zio_write_gang_block() to construct the
1489  * block from smaller fragments.
1490  *
1491  * A gang block consists of a gang header (zio_gbh_phys_t) and up to
1492  * three (SPA_GBH_NBLKPTRS) gang members.  The gang header is just like
1493  * an indirect block: it's an array of block pointers.  It consumes
1494  * only one sector and hence is allocatable regardless of fragmentation.
1495  * The gang header's bps point to its gang members, which hold the data.
1496  *
1497  * Gang blocks are self-checksumming, using the bp's <vdev, offset, txg>
1498  * as the verifier to ensure uniqueness of the SHA256 checksum.
1499  * Critically, the gang block bp's blk_cksum is the checksum of the data,
1500  * not the gang header.  This ensures that data block signatures (needed for
1501  * deduplication) are independent of how the block is physically stored.
1502  *
1503  * Gang blocks can be nested: a gang member may itself be a gang block.
1504  * Thus every gang block is a tree in which root and all interior nodes are
1505  * gang headers, and the leaves are normal blocks that contain user data.
1506  * The root of the gang tree is called the gang leader.
1507  *
1508  * To perform any operation (read, rewrite, free, claim) on a gang block,
1509  * zio_gang_assemble() first assembles the gang tree (minus data leaves)
1510  * in the io_gang_tree field of the original logical i/o by recursively
1511  * reading the gang leader and all gang headers below it.  This yields
1512  * an in-core tree containing the contents of every gang header and the
1513  * bps for every constituent of the gang block.
1514  *
1515  * With the gang tree now assembled, zio_gang_issue() just walks the gang tree
1516  * and invokes a callback on each bp.  To free a gang block, zio_gang_issue()
1517  * calls zio_free_gang() -- a trivial wrapper around zio_free() -- for each bp.
1518  * zio_claim_gang() provides a similarly trivial wrapper for zio_claim().
1519  * zio_read_gang() is a wrapper around zio_read() that omits reading gang
1520  * headers, since we already have those in io_gang_tree.  zio_rewrite_gang()
1521  * performs a zio_rewrite() of the data or, for gang headers, a zio_rewrite()
1522  * of the gang header plus zio_checksum_compute() of the data to update the
1523  * gang header's blk_cksum as described above.
1524  *
1525  * The two-phase assemble/issue model solves the problem of partial failure --
1526  * what if you'd freed part of a gang block but then couldn't read the
1527  * gang header for another part?  Assembling the entire gang tree first
1528  * ensures that all the necessary gang header I/O has succeeded before
1529  * starting the actual work of free, claim, or write.  Once the gang tree
1530  * is assembled, free and claim are in-memory operations that cannot fail.
1531  *
1532  * In the event that a gang write fails, zio_dva_unallocate() walks the
1533  * gang tree to immediately free (i.e. insert back into the space map)
1534  * everything we've allocated.  This ensures that we don't get ENOSPC
1535  * errors during repeated suspend/resume cycles due to a flaky device.
1536  *
1537  * Gang rewrites only happen during sync-to-convergence.  If we can't assemble
1538  * the gang tree, we won't modify the block, so we can safely defer the free
1539  * (knowing that the block is still intact).  If we *can* assemble the gang
1540  * tree, then even if some of the rewrites fail, zio_dva_unallocate() will free
1541  * each constituent bp and we can allocate a new block on the next sync pass.
1542  *
1543  * In all cases, the gang tree allows complete recovery from partial failure.
1544  * ==========================================================================
1545  */
1546
1547 static zio_t *
1548 zio_read_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1549 {
1550         if (gn != NULL)
1551                 return (pio);
1552
1553         return (zio_read(pio, pio->io_spa, bp, data, BP_GET_PSIZE(bp),
1554             NULL, NULL, pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1555             &pio->io_bookmark));
1556 }
1557
1558 zio_t *
1559 zio_rewrite_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1560 {
1561         zio_t *zio;
1562
1563         if (gn != NULL) {
1564                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1565                     gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL, pio->io_priority,
1566                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1567                 /*
1568                  * As we rewrite each gang header, the pipeline will compute
1569                  * a new gang block header checksum for it; but no one will
1570                  * compute a new data checksum, so we do that here.  The one
1571                  * exception is the gang leader: the pipeline already computed
1572                  * its data checksum because that stage precedes gang assembly.
1573                  * (Presently, nothing actually uses interior data checksums;
1574                  * this is just good hygiene.)
1575                  */
1576                 if (gn != pio->io_gang_leader->io_gang_tree) {
1577                         zio_checksum_compute(zio, BP_GET_CHECKSUM(bp),
1578                             data, BP_GET_PSIZE(bp));
1579                 }
1580                 /*
1581                  * If we are here to damage data for testing purposes,
1582                  * leave the GBH alone so that we can detect the damage.
1583                  */
1584                 if (pio->io_gang_leader->io_flags & ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE)
1585                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
1586         } else {
1587                 zio = zio_rewrite(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1588                     data, BP_GET_PSIZE(bp), NULL, NULL, pio->io_priority,
1589                     ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1590         }
1591
1592         return (zio);
1593 }
1594
1595 /* ARGSUSED */
1596 zio_t *
1597 zio_free_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1598 {
1599         return (zio_free_sync(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1600             ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1601 }
1602
1603 /* ARGSUSED */
1604 zio_t *
1605 zio_claim_gang(zio_t *pio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t *gn, void *data)
1606 {
1607         return (zio_claim(pio, pio->io_spa, pio->io_txg, bp,
1608             NULL, NULL, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio)));
1609 }
1610
1611 static zio_gang_issue_func_t *zio_gang_issue_func[ZIO_TYPES] = {
1612         NULL,
1613         zio_read_gang,
1614         zio_rewrite_gang,
1615         zio_free_gang,
1616         zio_claim_gang,
1617         NULL
1618 };
1619
1620 static void zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio);
1621
1622 static zio_gang_node_t *
1623 zio_gang_node_alloc(zio_gang_node_t **gnpp)
1624 {
1625         zio_gang_node_t *gn;
1626
1627         ASSERT(*gnpp == NULL);
1628
1629         gn = kmem_zalloc(sizeof (*gn), KM_PUSHPAGE);
1630         gn->gn_gbh = zio_buf_alloc(SPA_GANGBLOCKSIZE);
1631         *gnpp = gn;
1632
1633         return (gn);
1634 }
1635
1636 static void
1637 zio_gang_node_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1638 {
1639         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1640         int g;
1641
1642         for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1643                 ASSERT(gn->gn_child[g] == NULL);
1644
1645         zio_buf_free(gn->gn_gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1646         kmem_free(gn, sizeof (*gn));
1647         *gnpp = NULL;
1648 }
1649
1650 static void
1651 zio_gang_tree_free(zio_gang_node_t **gnpp)
1652 {
1653         zio_gang_node_t *gn = *gnpp;
1654         int g;
1655
1656         if (gn == NULL)
1657                 return;
1658
1659         for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++)
1660                 zio_gang_tree_free(&gn->gn_child[g]);
1661
1662         zio_gang_node_free(gnpp);
1663 }
1664
1665 static void
1666 zio_gang_tree_assemble(zio_t *gio, blkptr_t *bp, zio_gang_node_t **gnpp)
1667 {
1668         zio_gang_node_t *gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
1669
1670         ASSERT(gio->io_gang_leader == gio);
1671         ASSERT(BP_IS_GANG(bp));
1672
1673         zio_nowait(zio_read(gio, gio->io_spa, bp, gn->gn_gbh,
1674             SPA_GANGBLOCKSIZE, zio_gang_tree_assemble_done, gn,
1675             gio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(gio), &gio->io_bookmark));
1676 }
1677
1678 static void
1679 zio_gang_tree_assemble_done(zio_t *zio)
1680 {
1681         zio_t *gio = zio->io_gang_leader;
1682         zio_gang_node_t *gn = zio->io_private;
1683         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1684         int g;
1685
1686         ASSERT(gio == zio_unique_parent(zio));
1687         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
1688
1689         if (zio->io_error)
1690                 return;
1691
1692         if (BP_SHOULD_BYTESWAP(bp))
1693                 byteswap_uint64_array(zio->io_data, zio->io_size);
1694
1695         ASSERT(zio->io_data == gn->gn_gbh);
1696         ASSERT(zio->io_size == SPA_GANGBLOCKSIZE);
1697         ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1698
1699         for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1700                 blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1701                 if (!BP_IS_GANG(gbp))
1702                         continue;
1703                 zio_gang_tree_assemble(gio, gbp, &gn->gn_child[g]);
1704         }
1705 }
1706
1707 static void
1708 zio_gang_tree_issue(zio_t *pio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp, void *data)
1709 {
1710         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1711         zio_t *zio;
1712         int g;
1713
1714         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) == !!gn);
1715         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == BP_GET_CHECKSUM(gio->io_bp));
1716         ASSERT(BP_GET_LSIZE(bp) == BP_GET_PSIZE(bp) || gn == gio->io_gang_tree);
1717
1718         /*
1719          * If you're a gang header, your data is in gn->gn_gbh.
1720          * If you're a gang member, your data is in 'data' and gn == NULL.
1721          */
1722         zio = zio_gang_issue_func[gio->io_type](pio, bp, gn, data);
1723
1724         if (gn != NULL) {
1725                 ASSERT(gn->gn_gbh->zg_tail.zec_magic == ZEC_MAGIC);
1726
1727                 for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
1728                         blkptr_t *gbp = &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g];
1729                         if (BP_IS_HOLE(gbp))
1730                                 continue;
1731                         zio_gang_tree_issue(zio, gn->gn_child[g], gbp, data);
1732                         data = (char *)data + BP_GET_PSIZE(gbp);
1733                 }
1734         }
1735
1736         if (gn == gio->io_gang_tree)
1737                 ASSERT3P((char *)gio->io_data + gio->io_size, ==, data);
1738
1739         if (zio != pio)
1740                 zio_nowait(zio);
1741 }
1742
1743 static int
1744 zio_gang_assemble(zio_t *zio)
1745 {
1746         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1747
1748         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == NULL);
1749         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1750
1751         zio->io_gang_leader = zio;
1752
1753         zio_gang_tree_assemble(zio, bp, &zio->io_gang_tree);
1754
1755         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1756 }
1757
1758 static int
1759 zio_gang_issue(zio_t *zio)
1760 {
1761         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1762
1763         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE))
1764                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1765
1766         ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == zio);
1767         ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
1768
1769         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_GANG] == 0)
1770                 zio_gang_tree_issue(zio, zio->io_gang_tree, bp, zio->io_data);
1771         else
1772                 zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
1773
1774         zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1775
1776         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1777 }
1778
1779 static void
1780 zio_write_gang_member_ready(zio_t *zio)
1781 {
1782         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
1783         ASSERTV(zio_t *gio = zio->io_gang_leader;)
1784         dva_t *cdva = zio->io_bp->blk_dva;
1785         dva_t *pdva = pio->io_bp->blk_dva;
1786         uint64_t asize;
1787         int d;
1788
1789         if (BP_IS_HOLE(zio->io_bp))
1790                 return;
1791
1792         ASSERT(BP_IS_HOLE(&zio->io_bp_orig));
1793
1794         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG);
1795         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, ==, gio->io_prop.zp_copies);
1796         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
1797         ASSERT3U(pio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1798         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(zio->io_bp), <=, BP_GET_NDVAS(pio->io_bp));
1799
1800         mutex_enter(&pio->io_lock);
1801         for (d = 0; d < BP_GET_NDVAS(zio->io_bp); d++) {
1802                 ASSERT(DVA_GET_GANG(&pdva[d]));
1803                 asize = DVA_GET_ASIZE(&pdva[d]);
1804                 asize += DVA_GET_ASIZE(&cdva[d]);
1805                 DVA_SET_ASIZE(&pdva[d], asize);
1806         }
1807         mutex_exit(&pio->io_lock);
1808 }
1809
1810 static int
1811 zio_write_gang_block(zio_t *pio)
1812 {
1813         spa_t *spa = pio->io_spa;
1814         blkptr_t *bp = pio->io_bp;
1815         zio_t *gio = pio->io_gang_leader;
1816         zio_t *zio;
1817         zio_gang_node_t *gn, **gnpp;
1818         zio_gbh_phys_t *gbh;
1819         uint64_t txg = pio->io_txg;
1820         uint64_t resid = pio->io_size;
1821         uint64_t lsize;
1822         int copies = gio->io_prop.zp_copies;
1823         int gbh_copies = MIN(copies + 1, spa_max_replication(spa));
1824         zio_prop_t zp;
1825         int g, error;
1826
1827         error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), SPA_GANGBLOCKSIZE,
1828             bp, gbh_copies, txg, pio == gio ? NULL : gio->io_bp,
1829             METASLAB_HINTBP_FAVOR | METASLAB_GANG_HEADER);
1830         if (error) {
1831                 pio->io_error = error;
1832                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1833         }
1834
1835         if (pio == gio) {
1836                 gnpp = &gio->io_gang_tree;
1837         } else {
1838                 gnpp = pio->io_private;
1839                 ASSERT(pio->io_ready == zio_write_gang_member_ready);
1840         }
1841
1842         gn = zio_gang_node_alloc(gnpp);
1843         gbh = gn->gn_gbh;
1844         bzero(gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE);
1845
1846         /*
1847          * Create the gang header.
1848          */
1849         zio = zio_rewrite(pio, spa, txg, bp, gbh, SPA_GANGBLOCKSIZE, NULL, NULL,
1850             pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
1851
1852         /*
1853          * Create and nowait the gang children.
1854          */
1855         for (g = 0; resid != 0; resid -= lsize, g++) {
1856                 lsize = P2ROUNDUP(resid / (SPA_GBH_NBLKPTRS - g),
1857                     SPA_MINBLOCKSIZE);
1858                 ASSERT(lsize >= SPA_MINBLOCKSIZE && lsize <= resid);
1859
1860                 zp.zp_checksum = gio->io_prop.zp_checksum;
1861                 zp.zp_compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1862                 zp.zp_type = DMU_OT_NONE;
1863                 zp.zp_level = 0;
1864                 zp.zp_copies = gio->io_prop.zp_copies;
1865                 zp.zp_dedup = 0;
1866                 zp.zp_dedup_verify = 0;
1867
1868                 zio_nowait(zio_write(zio, spa, txg, &gbh->zg_blkptr[g],
1869                     (char *)pio->io_data + (pio->io_size - resid), lsize, &zp,
1870                     zio_write_gang_member_ready, NULL, &gn->gn_child[g],
1871                     pio->io_priority, ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio),
1872                     &pio->io_bookmark));
1873         }
1874
1875         /*
1876          * Set pio's pipeline to just wait for zio to finish.
1877          */
1878         pio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
1879
1880         /*
1881          * We didn't allocate this bp, so make sure it doesn't get unmarked.
1882          */
1883         pio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_FASTWRITE;
1884
1885         zio_nowait(zio);
1886
1887         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1888 }
1889
1890 /*
1891  * ==========================================================================
1892  * Dedup
1893  * ==========================================================================
1894  */
1895 static void
1896 zio_ddt_child_read_done(zio_t *zio)
1897 {
1898         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1899         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
1900         ddt_phys_t *ddp;
1901         zio_t *pio = zio_unique_parent(zio);
1902
1903         mutex_enter(&pio->io_lock);
1904         ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
1905         if (zio->io_error == 0)
1906                 ddt_phys_clear(ddp);    /* this ddp doesn't need repair */
1907         if (zio->io_error == 0 && dde->dde_repair_data == NULL)
1908                 dde->dde_repair_data = zio->io_data;
1909         else
1910                 zio_buf_free(zio->io_data, zio->io_size);
1911         mutex_exit(&pio->io_lock);
1912 }
1913
1914 static int
1915 zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
1916 {
1917         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1918         int p;
1919
1920         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
1921         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
1922         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1923
1924         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
1925                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
1926                 ddt_entry_t *dde = ddt_repair_start(ddt, bp);
1927                 ddt_phys_t *ddp = dde->dde_phys;
1928                 ddt_phys_t *ddp_self = ddt_phys_select(dde, bp);
1929                 blkptr_t blk;
1930
1931                 ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
1932                 zio->io_vsd = dde;
1933
1934                 if (ddp_self == NULL)
1935                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1936
1937                 for (p = 0; p < DDT_PHYS_TYPES; p++, ddp++) {
1938                         if (ddp->ddp_phys_birth == 0 || ddp == ddp_self)
1939                                 continue;
1940                         ddt_bp_create(ddt->ddt_checksum, &dde->dde_key, ddp,
1941                             &blk);
1942                         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, &blk,
1943                             zio_buf_alloc(zio->io_size), zio->io_size,
1944                             zio_ddt_child_read_done, dde, zio->io_priority,
1945                             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE,
1946                             &zio->io_bookmark));
1947                 }
1948                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1949         }
1950
1951         zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, bp,
1952             zio->io_data, zio->io_size, NULL, NULL, zio->io_priority,
1953             ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark));
1954
1955         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1956 }
1957
1958 static int
1959 zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
1960 {
1961         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1962
1963         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE))
1964                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1965
1966         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
1967         ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
1968         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
1969
1970         if (zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT]) {
1971                 ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
1972                 ddt_entry_t *dde = zio->io_vsd;
1973                 if (ddt == NULL) {
1974                         ASSERT(spa_load_state(zio->io_spa) != SPA_LOAD_NONE);
1975                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1976                 }
1977                 if (dde == NULL) {
1978                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_DDT_READ_START >> 1;
1979                         zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
1980                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
1981                 }
1982                 if (dde->dde_repair_data != NULL) {
1983                         bcopy(dde->dde_repair_data, zio->io_data, zio->io_size);
1984                         zio->io_child_error[ZIO_CHILD_DDT] = 0;
1985                 }
1986                 ddt_repair_done(ddt, dde);
1987                 zio->io_vsd = NULL;
1988         }
1989
1990         ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
1991
1992         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
1993 }
1994
1995 static boolean_t
1996 zio_ddt_collision(zio_t *zio, ddt_t *ddt, ddt_entry_t *dde)
1997 {
1998         spa_t *spa = zio->io_spa;
1999         int p;
2000
2001         /*
2002          * Note: we compare the original data, not the transformed data,
2003          * because when zio->io_bp is an override bp, we will not have
2004          * pushed the I/O transforms.  That's an important optimization
2005          * because otherwise we'd compress/encrypt all dmu_sync() data twice.
2006          */
2007         for (p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2008                 zio_t *lio = dde->dde_lead_zio[p];
2009
2010                 if (lio != NULL) {
2011                         return (lio->io_orig_size != zio->io_orig_size ||
2012                             bcmp(zio->io_orig_data, lio->io_orig_data,
2013                             zio->io_orig_size) != 0);
2014                 }
2015         }
2016
2017         for (p = DDT_PHYS_SINGLE; p <= DDT_PHYS_TRIPLE; p++) {
2018                 ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2019
2020                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0) {
2021                         arc_buf_t *abuf = NULL;
2022                         uint32_t aflags = ARC_WAIT;
2023                         blkptr_t blk = *zio->io_bp;
2024                         int error;
2025
2026                         ddt_bp_fill(ddp, &blk, ddp->ddp_phys_birth);
2027
2028                         ddt_exit(ddt);
2029
2030                         error = arc_read_nolock(NULL, spa, &blk,
2031                             arc_getbuf_func, &abuf, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
2032                             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2033                             &aflags, &zio->io_bookmark);
2034
2035                         if (error == 0) {
2036                                 if (arc_buf_size(abuf) != zio->io_orig_size ||
2037                                     bcmp(abuf->b_data, zio->io_orig_data,
2038                                     zio->io_orig_size) != 0)
2039                                         error = EEXIST;
2040                                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(abuf, &abuf) == 1);
2041                         }
2042
2043                         ddt_enter(ddt);
2044                         return (error != 0);
2045                 }
2046         }
2047
2048         return (B_FALSE);
2049 }
2050
2051 static void
2052 zio_ddt_child_write_ready(zio_t *zio)
2053 {
2054         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2055         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2056         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2057         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2058         zio_t *pio;
2059
2060         if (zio->io_error)
2061                 return;
2062
2063         ddt_enter(ddt);
2064
2065         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2066
2067         ddt_phys_fill(ddp, zio->io_bp);
2068
2069         while ((pio = zio_walk_parents(zio)) != NULL)
2070                 ddt_bp_fill(ddp, pio->io_bp, zio->io_txg);
2071
2072         ddt_exit(ddt);
2073 }
2074
2075 static void
2076 zio_ddt_child_write_done(zio_t *zio)
2077 {
2078         int p = zio->io_prop.zp_copies;
2079         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, zio->io_bp);
2080         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2081         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2082
2083         ddt_enter(ddt);
2084
2085         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2086         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2087         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2088
2089         if (zio->io_error == 0) {
2090                 while (zio_walk_parents(zio) != NULL)
2091                         ddt_phys_addref(ddp);
2092         } else {
2093                 ddt_phys_clear(ddp);
2094         }
2095
2096         ddt_exit(ddt);
2097 }
2098
2099 static void
2100 zio_ddt_ditto_write_done(zio_t *zio)
2101 {
2102         int p = DDT_PHYS_DITTO;
2103         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2104         ddt_t *ddt = ddt_select(zio->io_spa, bp);
2105         ddt_entry_t *dde = zio->io_private;
2106         ddt_phys_t *ddp = &dde->dde_phys[p];
2107         ddt_key_t *ddk = &dde->dde_key;
2108         ASSERTV(zio_prop_t *zp = &zio->io_prop);
2109
2110         ddt_enter(ddt);
2111
2112         ASSERT(ddp->ddp_refcnt == 0);
2113         ASSERT(dde->dde_lead_zio[p] == zio);
2114         dde->dde_lead_zio[p] = NULL;
2115
2116         if (zio->io_error == 0) {
2117                 ASSERT(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(bp->blk_cksum, ddk->ddk_cksum));
2118                 ASSERT(zp->zp_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2119                 ASSERT(zp->zp_copies == BP_GET_NDVAS(bp) - BP_IS_GANG(bp));
2120                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2121                         ddt_phys_free(ddt, ddk, ddp, zio->io_txg);
2122                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2123         }
2124
2125         ddt_exit(ddt);
2126 }
2127
2128 static int
2129 zio_ddt_write(zio_t *zio)
2130 {
2131         spa_t *spa = zio->io_spa;
2132         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2133         uint64_t txg = zio->io_txg;
2134         zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
2135         int p = zp->zp_copies;
2136         int ditto_copies;
2137         zio_t *cio = NULL;
2138         zio_t *dio = NULL;
2139         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2140         ddt_entry_t *dde;
2141         ddt_phys_t *ddp;
2142
2143         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2144         ASSERT(BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum);
2145         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp) || zio->io_bp_override);
2146
2147         ddt_enter(ddt);
2148         dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2149         ddp = &dde->dde_phys[p];
2150
2151         if (zp->zp_dedup_verify && zio_ddt_collision(zio, ddt, dde)) {
2152                 /*
2153                  * If we're using a weak checksum, upgrade to a strong checksum
2154                  * and try again.  If we're already using a strong checksum,
2155                  * we can't resolve it, so just convert to an ordinary write.
2156                  * (And automatically e-mail a paper to Nature?)
2157                  */
2158                 if (!zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_dedup) {
2159                         zp->zp_checksum = spa_dedup_checksum(spa);
2160                         zio_pop_transforms(zio);
2161                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2162                         BP_ZERO(bp);
2163                 } else {
2164                         zp->zp_dedup = 0;
2165                 }
2166                 zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2167                 ddt_exit(ddt);
2168                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2169         }
2170
2171         ditto_copies = ddt_ditto_copies_needed(ddt, dde, ddp);
2172         ASSERT(ditto_copies < SPA_DVAS_PER_BP);
2173
2174         if (ditto_copies > ddt_ditto_copies_present(dde) &&
2175             dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] == NULL) {
2176                 zio_prop_t czp = *zp;
2177
2178                 czp.zp_copies = ditto_copies;
2179
2180                 /*
2181                  * If we arrived here with an override bp, we won't have run
2182                  * the transform stack, so we won't have the data we need to
2183                  * generate a child i/o.  So, toss the override bp and restart.
2184                  * This is safe, because using the override bp is just an
2185                  * optimization; and it's rare, so the cost doesn't matter.
2186                  */
2187                 if (zio->io_bp_override) {
2188                         zio_pop_transforms(zio);
2189                         zio->io_stage = ZIO_STAGE_OPEN;
2190                         zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
2191                         zio->io_bp_override = NULL;
2192                         BP_ZERO(bp);
2193                         ddt_exit(ddt);
2194                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2195                 }
2196
2197                 dio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2198                     zio->io_orig_size, &czp, NULL,
2199                     zio_ddt_ditto_write_done, dde, zio->io_priority,
2200                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2201
2202                 zio_push_transform(dio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2203                 dde->dde_lead_zio[DDT_PHYS_DITTO] = dio;
2204         }
2205
2206         if (ddp->ddp_phys_birth != 0 || dde->dde_lead_zio[p] != NULL) {
2207                 if (ddp->ddp_phys_birth != 0)
2208                         ddt_bp_fill(ddp, bp, txg);
2209                 if (dde->dde_lead_zio[p] != NULL)
2210                         zio_add_child(zio, dde->dde_lead_zio[p]);
2211                 else
2212                         ddt_phys_addref(ddp);
2213         } else if (zio->io_bp_override) {
2214                 ASSERT(bp->blk_birth == txg);
2215                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, zio->io_bp_override));
2216                 ddt_phys_fill(ddp, bp);
2217                 ddt_phys_addref(ddp);
2218         } else {
2219                 cio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_data,
2220                     zio->io_orig_size, zp, zio_ddt_child_write_ready,
2221                     zio_ddt_child_write_done, dde, zio->io_priority,
2222                     ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark);
2223
2224                 zio_push_transform(cio, zio->io_data, zio->io_size, 0, NULL);
2225                 dde->dde_lead_zio[p] = cio;
2226         }
2227
2228         ddt_exit(ddt);
2229
2230         if (cio)
2231                 zio_nowait(cio);
2232         if (dio)
2233                 zio_nowait(dio);
2234
2235         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2236 }
2237
2238 ddt_entry_t *freedde; /* for debugging */
2239
2240 static int
2241 zio_ddt_free(zio_t *zio)
2242 {
2243         spa_t *spa = zio->io_spa;
2244         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2245         ddt_t *ddt = ddt_select(spa, bp);
2246         ddt_entry_t *dde;
2247         ddt_phys_t *ddp;
2248
2249         ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
2250         ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2251
2252         ddt_enter(ddt);
2253         freedde = dde = ddt_lookup(ddt, bp, B_TRUE);
2254         if (dde) {
2255                 ddp = ddt_phys_select(dde, bp);
2256                 if (ddp)
2257                         ddt_phys_decref(ddp);
2258         }
2259         ddt_exit(ddt);
2260
2261         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2262 }
2263
2264 /*
2265  * ==========================================================================
2266  * Allocate and free blocks
2267  * ==========================================================================
2268  */
2269 static int
2270 zio_dva_allocate(zio_t *zio)
2271 {
2272         spa_t *spa = zio->io_spa;
2273         metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(spa);
2274         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2275         int error;
2276         int flags = 0;
2277
2278         if (zio->io_gang_leader == NULL) {
2279                 ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
2280                 zio->io_gang_leader = zio;
2281         }
2282
2283         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
2284         ASSERT3U(BP_GET_NDVAS(bp), ==, 0);
2285         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, >, 0);
2286         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, spa_max_replication(spa));
2287         ASSERT3U(zio->io_size, ==, BP_GET_PSIZE(bp));
2288
2289         /*
2290          * The dump device does not support gang blocks so allocation on
2291          * behalf of the dump device (i.e. ZIO_FLAG_NODATA) must avoid
2292          * the "fast" gang feature.
2293          */
2294         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) ? METASLAB_GANG_AVOID : 0;
2295         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_GANG_CHILD) ?
2296             METASLAB_GANG_CHILD : 0;
2297         flags |= (zio->io_flags & ZIO_FLAG_FASTWRITE) ? METASLAB_FASTWRITE : 0;
2298         error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp,
2299             zio->io_prop.zp_copies, zio->io_txg, NULL, flags);
2300
2301         if (error) {
2302                 spa_dbgmsg(spa, "%s: metaslab allocation failure: zio %p, "
2303                     "size %llu, error %d", spa_name(spa), zio, zio->io_size,
2304                     error);
2305                 if (error == ENOSPC && zio->io_size > SPA_MINBLOCKSIZE)
2306                         return (zio_write_gang_block(zio));
2307                 zio->io_error = error;
2308         }
2309
2310         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2311 }
2312
2313 static int
2314 zio_dva_free(zio_t *zio)
2315 {
2316         metaslab_free(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg, B_FALSE);
2317
2318         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2319 }
2320
2321 static int
2322 zio_dva_claim(zio_t *zio)
2323 {
2324         int error;
2325
2326         error = metaslab_claim(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg);
2327         if (error)
2328                 zio->io_error = error;
2329
2330         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2331 }
2332
2333 /*
2334  * Undo an allocation.  This is used by zio_done() when an I/O fails
2335  * and we want to give back the block we just allocated.
2336  * This handles both normal blocks and gang blocks.
2337  */
2338 static void
2339 zio_dva_unallocate(zio_t *zio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp)
2340 {
2341         int g;
2342
2343         ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
2344         ASSERT(zio->io_bp_override == NULL);
2345
2346         if (!BP_IS_HOLE(bp))
2347                 metaslab_free(zio->io_spa, bp, bp->blk_birth, B_TRUE);
2348
2349         if (gn != NULL) {
2350                 for (g = 0; g < SPA_GBH_NBLKPTRS; g++) {
2351                         zio_dva_unallocate(zio, gn->gn_child[g],
2352                             &gn->gn_gbh->zg_blkptr[g]);
2353                 }
2354         }
2355 }
2356
2357 /*
2358  * Try to allocate an intent log block.  Return 0 on success, errno on failure.
2359  */
2360 int
2361 zio_alloc_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *new_bp, uint64_t size,
2362     boolean_t use_slog)
2363 {
2364         int error = 1;
2365
2366         ASSERT(txg > spa_syncing_txg(spa));
2367
2368         /*
2369          * ZIL blocks are always contiguous (i.e. not gang blocks) so we
2370          * set the METASLAB_GANG_AVOID flag so that they don't "fast gang"
2371          * when allocating them.
2372          */
2373         if (use_slog) {
2374                 error = metaslab_alloc(spa, spa_log_class(spa), size,
2375                     new_bp, 1, txg, NULL,
2376                     METASLAB_FASTWRITE | METASLAB_GANG_AVOID);
2377         }
2378
2379         if (error) {
2380                 error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), size,
2381                     new_bp, 1, txg, NULL,
2382                     METASLAB_FASTWRITE | METASLAB_GANG_AVOID);
2383         }
2384
2385         if (error == 0) {
2386                 BP_SET_LSIZE(new_bp, size);
2387                 BP_SET_PSIZE(new_bp, size);
2388                 BP_SET_COMPRESS(new_bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
2389                 BP_SET_CHECKSUM(new_bp,
2390                     spa_version(spa) >= SPA_VERSION_SLIM_ZIL
2391                     ? ZIO_CHECKSUM_ZILOG2 : ZIO_CHECKSUM_ZILOG);
2392                 BP_SET_TYPE(new_bp, DMU_OT_INTENT_LOG);
2393                 BP_SET_LEVEL(new_bp, 0);
2394                 BP_SET_DEDUP(new_bp, 0);
2395                 BP_SET_BYTEORDER(new_bp, ZFS_HOST_BYTEORDER);
2396         }
2397
2398         return (error);
2399 }
2400
2401 /*
2402  * Free an intent log block.
2403  */
2404 void
2405 zio_free_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp)
2406 {
2407         ASSERT(BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_INTENT_LOG);
2408         ASSERT(!BP_IS_GANG(bp));
2409
2410         zio_free(spa, txg, bp);
2411 }
2412
2413 /*
2414  * ==========================================================================
2415  * Read and write to physical devices
2416  * ==========================================================================
2417  */
2418 static int
2419 zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
2420 {
2421         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2422         uint64_t align;
2423         spa_t *spa = zio->io_spa;
2424
2425         ASSERT(zio->io_error == 0);
2426         ASSERT(zio->io_child_error[ZIO_CHILD_VDEV] == 0);
2427
2428         if (vd == NULL) {
2429                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2430                         spa_config_enter(spa, SCL_ZIO, zio, RW_READER);
2431
2432                 /*
2433                  * The mirror_ops handle multiple DVAs in a single BP.
2434                  */
2435                 return (vdev_mirror_ops.vdev_op_io_start(zio));
2436         }
2437
2438         /*
2439          * We keep track of time-sensitive I/Os so that the scan thread
2440          * can quickly react to certain workloads.  In particular, we care
2441          * about non-scrubbing, top-level reads and writes with the following
2442          * characteristics:
2443          *      - synchronous writes of user data to non-slog devices
2444          *      - any reads of user data
2445          * When these conditions are met, adjust the timestamp of spa_last_io
2446          * which allows the scan thread to adjust its workload accordingly.
2447          */
2448         if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) && zio->io_bp != NULL &&
2449             vd == vd->vdev_top && !vd->vdev_islog &&
2450             zio->io_bookmark.zb_objset != DMU_META_OBJSET &&
2451             zio->io_txg != spa_syncing_txg(spa)) {
2452                 uint64_t old = spa->spa_last_io;
2453                 uint64_t new = ddi_get_lbolt64();
2454                 if (old != new)
2455                         (void) atomic_cas_64(&spa->spa_last_io, old, new);
2456         }
2457
2458         align = 1ULL << vd->vdev_top->vdev_ashift;
2459
2460         if (P2PHASE(zio->io_size, align) != 0) {
2461                 uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
2462                 char *abuf = zio_buf_alloc(asize);
2463                 ASSERT(vd == vd->vdev_top);
2464                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
2465                         bcopy(zio->io_data, abuf, zio->io_size);
2466                         bzero(abuf + zio->io_size, asize - zio->io_size);
2467                 }
2468                 zio_push_transform(zio, abuf, asize, asize, zio_subblock);
2469         }
2470
2471         ASSERT(P2PHASE(zio->io_offset, align) == 0);
2472         ASSERT(P2PHASE(zio->io_size, align) == 0);
2473         VERIFY(zio->io_type != ZIO_TYPE_WRITE || spa_writeable(spa));
2474
2475         /*
2476          * If this is a repair I/O, and there's no self-healing involved --
2477          * that is, we're just resilvering what we expect to resilver --
2478          * then don't do the I/O unless zio's txg is actually in vd's DTL.
2479          * This prevents spurious resilvering with nested replication.
2480          * For example, given a mirror of mirrors, (A+B)+(C+D), if only
2481          * A is out of date, we'll read from C+D, then use the data to
2482          * resilver A+B -- but we don't actually want to resilver B, just A.
2483          * The top-level mirror has no way to know this, so instead we just
2484          * discard unnecessary repairs as we work our way down the vdev tree.
2485          * The same logic applies to any form of nested replication:
2486          * ditto + mirror, RAID-Z + replacing, etc.  This covers them all.
2487          */
2488         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
2489             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SELF_HEAL) &&
2490             zio->io_txg != 0 && /* not a delegated i/o */
2491             !vdev_dtl_contains(vd, DTL_PARTIAL, zio->io_txg, 1)) {
2492                 ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2493                 zio_vdev_io_bypass(zio);
2494                 return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2495         }
2496
2497         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2498             (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)) {
2499
2500                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ && vdev_cache_read(zio) == 0)
2501                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2502
2503                 if ((zio = vdev_queue_io(zio)) == NULL)
2504                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2505
2506                 if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2507                         zio->io_error = ENXIO;
2508                         zio_interrupt(zio);
2509                         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2510                 }
2511         }
2512
2513         return (vd->vdev_ops->vdev_op_io_start(zio));
2514 }
2515
2516 static int
2517 zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
2518 {
2519         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2520         vdev_ops_t *ops = vd ? vd->vdev_ops : &vdev_mirror_ops;
2521         boolean_t unexpected_error = B_FALSE;
2522
2523         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2524                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2525
2526         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
2527
2528         if (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
2529
2530                 vdev_queue_io_done(zio);
2531
2532                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)
2533                         vdev_cache_write(zio);
2534
2535                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2536                         zio->io_error = zio_handle_device_injection(vd,
2537                             zio, EIO);
2538
2539                 if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2540                         zio->io_error = zio_handle_label_injection(zio, EIO);
2541
2542                 if (zio->io_error) {
2543                         if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
2544                                 zio->io_error = ENXIO;
2545                         } else {
2546                                 unexpected_error = B_TRUE;
2547                         }
2548                 }
2549         }
2550
2551         ops->vdev_op_io_done(zio);
2552
2553         if (unexpected_error)
2554                 VERIFY(vdev_probe(vd, zio) == NULL);
2555
2556         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2557 }
2558
2559 /*
2560  * For non-raidz ZIOs, we can just copy aside the bad data read from the
2561  * disk, and use that to finish the checksum ereport later.
2562  */
2563 static void
2564 zio_vsd_default_cksum_finish(zio_cksum_report_t *zcr,
2565     const void *good_buf)
2566 {
2567         /* no processing needed */
2568         zfs_ereport_finish_checksum(zcr, good_buf, zcr->zcr_cbdata, B_FALSE);
2569 }
2570
2571 /*ARGSUSED*/
2572 void
2573 zio_vsd_default_cksum_report(zio_t *zio, zio_cksum_report_t *zcr, void *ignored)
2574 {
2575         void *buf = zio_buf_alloc(zio->io_size);
2576
2577         bcopy(zio->io_data, buf, zio->io_size);
2578
2579         zcr->zcr_cbinfo = zio->io_size;
2580         zcr->zcr_cbdata = buf;
2581         zcr->zcr_finish = zio_vsd_default_cksum_finish;
2582         zcr->zcr_free = zio_buf_free;
2583 }
2584
2585 static int
2586 zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
2587 {
2588         vdev_t *vd = zio->io_vd;
2589
2590         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
2591                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2592
2593         if (vd == NULL && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
2594                 spa_config_exit(zio->io_spa, SCL_ZIO, zio);
2595
2596         if (zio->io_vsd != NULL) {
2597                 zio->io_vsd_ops->vsd_free(zio);
2598                 zio->io_vsd = NULL;
2599         }
2600
2601         if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
2602                 zio->io_error = zio_handle_fault_injection(zio, EIO);
2603
2604         /*
2605          * If the I/O failed, determine whether we should attempt to retry it.
2606          *
2607          * On retry, we cut in line in the issue queue, since we don't want
2608          * compression/checksumming/etc. work to prevent our (cheap) IO reissue.
2609          */
2610         if (zio->io_error && vd == NULL &&
2611             !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_DONT_RETRY | ZIO_FLAG_IO_RETRY))) {
2612                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_QUEUE)); /* not a leaf */
2613                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_BYPASS));  /* not a leaf */
2614                 zio->io_error = 0;
2615                 zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_RETRY |
2616                     ZIO_FLAG_DONT_CACHE | ZIO_FLAG_DONT_AGGREGATE;
2617                 zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1;
2618                 zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE,
2619                     zio_requeue_io_start_cut_in_line);
2620                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2621         }
2622
2623         /*
2624          * If we got an error on a leaf device, convert it to ENXIO
2625          * if the device is not accessible at all.
2626          */
2627         if (zio->io_error && vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
2628             !vdev_accessible(vd, zio))
2629                 zio->io_error = ENXIO;
2630
2631         /*
2632          * If we can't write to an interior vdev (mirror or RAID-Z),
2633          * set vdev_cant_write so that we stop trying to allocate from it.
2634          */
2635         if (zio->io_error == ENXIO && zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE &&
2636             vd != NULL && !vd->vdev_ops->vdev_op_leaf)
2637                 vd->vdev_cant_write = B_TRUE;
2638
2639         if (zio->io_error)
2640                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2641
2642         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2643 }
2644
2645 void
2646 zio_vdev_io_reissue(zio_t *zio)
2647 {
2648         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2649         ASSERT(zio->io_error == 0);
2650
2651         zio->io_stage >>= 1;
2652 }
2653
2654 void
2655 zio_vdev_io_redone(zio_t *zio)
2656 {
2657         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE);
2658
2659         zio->io_stage >>= 1;
2660 }
2661
2662 void
2663 zio_vdev_io_bypass(zio_t *zio)
2664 {
2665         ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_VDEV_IO_START);
2666         ASSERT(zio->io_error == 0);
2667
2668         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_BYPASS;
2669         zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS >> 1;
2670 }
2671
2672 /*
2673  * ==========================================================================
2674  * Generate and verify checksums
2675  * ==========================================================================
2676  */
2677 static int
2678 zio_checksum_generate(zio_t *zio)
2679 {
2680         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2681         enum zio_checksum checksum;
2682
2683         if (bp == NULL) {
2684                 /*
2685                  * This is zio_write_phys().
2686                  * We're either generating a label checksum, or none at all.
2687                  */
2688                 checksum = zio->io_prop.zp_checksum;
2689
2690                 if (checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
2691                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2692
2693                 ASSERT(checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
2694         } else {
2695                 if (BP_IS_GANG(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG) {
2696                         ASSERT(!IO_IS_ALLOCATING(zio));
2697                         checksum = ZIO_CHECKSUM_GANG_HEADER;
2698                 } else {
2699                         checksum = BP_GET_CHECKSUM(bp);
2700                 }
2701         }
2702
2703         zio_checksum_compute(zio, checksum, zio->io_data, zio->io_size);
2704
2705         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2706 }
2707
2708 static int
2709 zio_checksum_verify(zio_t *zio)
2710 {
2711         zio_bad_cksum_t info;
2712         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2713         int error;
2714
2715         ASSERT(zio->io_vd != NULL);
2716
2717         if (bp == NULL) {
2718                 /*
2719                  * This is zio_read_phys().
2720                  * We're either verifying a label checksum, or nothing at all.
2721                  */
2722                 if (zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
2723                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2724
2725                 ASSERT(zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
2726         }
2727
2728         if ((error = zio_checksum_error(zio, &info)) != 0) {
2729                 zio->io_error = error;
2730                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE)) {
2731                         zfs_ereport_start_checksum(zio->io_spa,
2732                             zio->io_vd, zio, zio->io_offset,
2733                             zio->io_size, NULL, &info);
2734                 }
2735         }
2736
2737         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2738 }
2739
2740 /*
2741  * Called by RAID-Z to ensure we don't compute the checksum twice.
2742  */
2743 void
2744 zio_checksum_verified(zio_t *zio)
2745 {
2746         zio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
2747 }
2748
2749 /*
2750  * ==========================================================================
2751  * Error rank.  Error are ranked in the order 0, ENXIO, ECKSUM, EIO, other.
2752  * An error of 0 indictes success.  ENXIO indicates whole-device failure,
2753  * which may be transient (e.g. unplugged) or permament.  ECKSUM and EIO
2754  * indicate errors that are specific to one I/O, and most likely permanent.
2755  * Any other error is presumed to be worse because we weren't expecting it.
2756  * ==========================================================================
2757  */
2758 int
2759 zio_worst_error(int e1, int e2)
2760 {
2761         static int zio_error_rank[] = { 0, ENXIO, ECKSUM, EIO };
2762         int r1, r2;
2763
2764         for (r1 = 0; r1 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r1++)
2765                 if (e1 == zio_error_rank[r1])
2766                         break;
2767
2768         for (r2 = 0; r2 < sizeof (zio_error_rank) / sizeof (int); r2++)
2769                 if (e2 == zio_error_rank[r2])
2770                         break;
2771
2772         return (r1 > r2 ? e1 : e2);
2773 }
2774
2775 /*
2776  * ==========================================================================
2777  * I/O completion
2778  * ==========================================================================
2779  */
2780 static int
2781 zio_ready(zio_t *zio)
2782 {
2783         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2784         zio_t *pio, *pio_next;
2785
2786         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
2787             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_READY))
2788                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2789
2790         if (zio->io_ready) {
2791                 ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
2792                 ASSERT(bp->blk_birth == zio->io_txg || BP_IS_HOLE(bp));
2793                 ASSERT(zio->io_children[ZIO_CHILD_GANG][ZIO_WAIT_READY] == 0);
2794
2795                 zio->io_ready(zio);
2796         }
2797
2798         if (bp != NULL && bp != &zio->io_bp_copy)
2799                 zio->io_bp_copy = *bp;
2800
2801         if (zio->io_error)
2802                 zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
2803
2804         mutex_enter(&zio->io_lock);
2805         zio->io_state[ZIO_WAIT_READY] = 1;
2806         pio = zio_walk_parents(zio);
2807         mutex_exit(&zio->io_lock);
2808
2809         /*
2810          * As we notify zio's parents, new parents could be added.
2811          * New parents go to the head of zio's io_parent_list, however,
2812          * so we will (correctly) not notify them.  The remainder of zio's
2813          * io_parent_list, from 'pio_next' onward, cannot change because
2814          * all parents must wait for us to be done before they can be done.
2815          */
2816         for (; pio != NULL; pio = pio_next) {
2817                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
2818                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_READY);
2819         }
2820
2821         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
2822                 if (BP_IS_GANG(bp)) {
2823                         zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_NODATA;
2824                 } else {
2825                         ASSERT((uintptr_t)zio->io_data < SPA_MAXBLOCKSIZE);
2826                         zio->io_pipeline &= ~ZIO_VDEV_IO_STAGES;
2827                 }
2828         }
2829
2830         if (zio_injection_enabled &&
2831             zio->io_spa->spa_syncing_txg == zio->io_txg)
2832                 zio_handle_ignored_writes(zio);
2833
2834         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
2835 }
2836
2837 static int
2838 zio_done(zio_t *zio)
2839 {
2840         zio_t *pio, *pio_next;
2841         int c, w;
2842
2843         /*
2844          * If our children haven't all completed,
2845          * wait for them and then repeat this pipeline stage.
2846          */
2847         if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE) ||
2848             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE) ||
2849             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE) ||
2850             zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_DONE))
2851                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
2852
2853         for (c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++)
2854                 for (w = 0; w < ZIO_WAIT_TYPES; w++)
2855                         ASSERT(zio->io_children[c][w] == 0);
2856
2857         if (zio->io_bp != NULL) {
2858                 ASSERT(zio->io_bp->blk_pad[0] == 0);
2859                 ASSERT(zio->io_bp->blk_pad[1] == 0);
2860                 ASSERT(bcmp(zio->io_bp, &zio->io_bp_copy, sizeof (blkptr_t)) == 0 ||
2861                     (zio->io_bp == zio_unique_parent(zio)->io_bp));
2862                 if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE && !BP_IS_HOLE(zio->io_bp) &&
2863                     zio->io_bp_override == NULL &&
2864                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)) {
2865                         ASSERT(!BP_SHOULD_BYTESWAP(zio->io_bp));
2866                         ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=, BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
2867                         ASSERT(BP_COUNT_GANG(zio->io_bp) == 0 ||
2868                             (BP_COUNT_GANG(zio->io_bp) == BP_GET_NDVAS(zio->io_bp)));
2869                 }
2870         }
2871
2872         /*
2873          * If there were child vdev/gang/ddt errors, they apply to us now.
2874          */
2875         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_VDEV);
2876         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_GANG);
2877         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_DDT);
2878
2879         /*
2880          * If the I/O on the transformed data was successful, generate any
2881          * checksum reports now while we still have the transformed data.
2882          */
2883         if (zio->io_error == 0) {
2884                 while (zio->io_cksum_report != NULL) {
2885                         zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
2886                         uint64_t align = zcr->zcr_align;
2887                         uint64_t asize = P2ROUNDUP(zio->io_size, align);
2888                         char *abuf = zio->io_data;
2889
2890                         if (asize != zio->io_size) {
2891                                 abuf = zio_buf_alloc(asize);
2892                                 bcopy(zio->io_data, abuf, zio->io_size);
2893                                 bzero(abuf + zio->io_size, asize - zio->io_size);
2894                         }
2895
2896                         zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
2897                         zcr->zcr_next = NULL;
2898                         zcr->zcr_finish(zcr, abuf);
2899                         zfs_ereport_free_checksum(zcr);
2900
2901                         if (asize != zio->io_size)
2902                                 zio_buf_free(abuf, asize);
2903                 }
2904         }
2905
2906         zio_pop_transforms(zio);        /* note: may set zio->io_error */
2907
2908         vdev_stat_update(zio, zio->io_size);
2909
2910         /*
2911          * If this I/O is attached to a particular vdev is slow, exceeding
2912          * 30 seconds to complete, post an error described the I/O delay.
2913          * We ignore these errors if the device is currently unavailable.
2914          */
2915         if (zio->io_delay >= MSEC_TO_TICK(zio_delay_max)) {
2916                 if (zio->io_vd != NULL && !vdev_is_dead(zio->io_vd))
2917                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DELAY, zio->io_spa,
2918                                          zio->io_vd, zio, 0, 0);
2919         }
2920
2921         if (zio->io_error) {
2922                 /*
2923                  * If this I/O is attached to a particular vdev,
2924                  * generate an error message describing the I/O failure
2925                  * at the block level.  We ignore these errors if the
2926                  * device is currently unavailable.
2927                  */
2928                 if (zio->io_error != ECKSUM && zio->io_vd != NULL &&
2929                         !vdev_is_dead(zio->io_vd))
2930                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO, zio->io_spa,
2931                                                 zio->io_vd, zio, 0, 0);
2932
2933                 if ((zio->io_error == EIO || !(zio->io_flags &
2934                     (ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))) &&
2935                     zio == zio->io_logical) {
2936                         /*
2937                          * For logical I/O requests, tell the SPA to log the
2938                          * error and generate a logical data ereport.
2939                          */
2940                         spa_log_error(zio->io_spa, zio);
2941                         zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DATA, zio->io_spa, NULL, zio,
2942                             0, 0);
2943                 }
2944         }
2945
2946         if (zio->io_error && zio == zio->io_logical) {
2947                 /*
2948                  * Determine whether zio should be reexecuted.  This will
2949                  * propagate all the way to the root via zio_notify_parent().
2950                  */
2951                 ASSERT(zio->io_vd == NULL && zio->io_bp != NULL);
2952                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
2953
2954                 if (IO_IS_ALLOCATING(zio) &&
2955                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL)) {
2956                         if (zio->io_error != ENOSPC)
2957                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_NOW;
2958                         else
2959                                 zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
2960                 }
2961
2962                 if ((zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
2963                     zio->io_type == ZIO_TYPE_FREE) &&
2964                     !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCAN_THREAD) &&
2965                     zio->io_error == ENXIO &&
2966                     spa_load_state(zio->io_spa) == SPA_LOAD_NONE &&
2967                     spa_get_failmode(zio->io_spa) != ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE)
2968                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
2969
2970                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL) && !zio->io_reexecute)
2971                         zio->io_reexecute |= ZIO_REEXECUTE_SUSPEND;
2972
2973                 /*
2974                  * Here is a possibly good place to attempt to do
2975                  * either combinatorial reconstruction or error correction
2976                  * based on checksums.  It also might be a good place
2977                  * to send out preliminary ereports before we suspend
2978                  * processing.
2979                  */
2980         }
2981
2982         /*
2983          * If there were logical child errors, they apply to us now.
2984          * We defer this until now to avoid conflating logical child
2985          * errors with errors that happened to the zio itself when
2986          * updating vdev stats and reporting FMA events above.
2987          */
2988         zio_inherit_child_errors(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL);
2989
2990         if ((zio->io_error || zio->io_reexecute) &&
2991             IO_IS_ALLOCATING(zio) && zio->io_gang_leader == zio &&
2992             !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REWRITE))
2993                 zio_dva_unallocate(zio, zio->io_gang_tree, zio->io_bp);
2994
2995         zio_gang_tree_free(&zio->io_gang_tree);
2996
2997         /*
2998          * Godfather I/Os should never suspend.
2999          */
3000         if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3001             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND))
3002                 zio->io_reexecute = 0;
3003
3004         if (zio->io_reexecute) {
3005                 /*
3006                  * This is a logical I/O that wants to reexecute.
3007                  *
3008                  * Reexecute is top-down.  When an i/o fails, if it's not
3009                  * the root, it simply notifies its parent and sticks around.
3010                  * The parent, seeing that it still has children in zio_done(),
3011                  * does the same.  This percolates all the way up to the root.
3012                  * The root i/o will reexecute or suspend the entire tree.
3013                  *
3014                  * This approach ensures that zio_reexecute() honors
3015                  * all the original i/o dependency relationships, e.g.
3016                  * parents not executing until children are ready.
3017                  */
3018                 ASSERT(zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL);
3019
3020                 zio->io_gang_leader = NULL;
3021
3022                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3023                 zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3024                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3025
3026                 /*
3027                  * "The Godfather" I/O monitors its children but is
3028                  * not a true parent to them. It will track them through
3029                  * the pipeline but severs its ties whenever they get into
3030                  * trouble (e.g. suspended). This allows "The Godfather"
3031                  * I/O to return status without blocking.
3032                  */
3033                 for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3034                         zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3035                         pio_next = zio_walk_parents(zio);
3036
3037                         if ((pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
3038                             (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND)) {
3039                                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3040                                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3041                         }
3042                 }
3043
3044                 if ((pio = zio_unique_parent(zio)) != NULL) {
3045                         /*
3046                          * We're not a root i/o, so there's nothing to do
3047                          * but notify our parent.  Don't propagate errors
3048                          * upward since we haven't permanently failed yet.
3049                          */
3050                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
3051                         zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
3052                         zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3053                 } else if (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND) {
3054                         /*
3055                          * We'd fail again if we reexecuted now, so suspend
3056                          * until conditions improve (e.g. device comes online).
3057                          */
3058                         zio_suspend(zio->io_spa, zio);
3059                 } else {
3060                         /*
3061                          * Reexecution is potentially a huge amount of work.
3062                          * Hand it off to the otherwise-unused claim taskq.
3063                          */
3064                         ASSERT(taskq_empty_ent(&zio->io_tqent));
3065                         (void) taskq_dispatch_ent(
3066                             zio->io_spa->spa_zio_taskq[ZIO_TYPE_CLAIM][ZIO_TASKQ_ISSUE],
3067                             (task_func_t *)zio_reexecute, zio, 0,
3068                             &zio->io_tqent);
3069                 }
3070                 return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3071         }
3072
3073         ASSERT(zio->io_child_count == 0);
3074         ASSERT(zio->io_reexecute == 0);
3075         ASSERT(zio->io_error == 0 || (zio->io_flags & ZIO_FLAG_CANFAIL));
3076
3077         /*
3078          * Report any checksum errors, since the I/O is complete.
3079          */
3080         while (zio->io_cksum_report != NULL) {
3081                 zio_cksum_report_t *zcr = zio->io_cksum_report;
3082                 zio->io_cksum_report = zcr->zcr_next;
3083                 zcr->zcr_next = NULL;
3084                 zcr->zcr_finish(zcr, NULL);
3085                 zfs_ereport_free_checksum(zcr);
3086         }
3087
3088         if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_FASTWRITE && zio->io_bp &&
3089             !BP_IS_HOLE(zio->io_bp)) {
3090                 metaslab_fastwrite_unmark(zio->io_spa, zio->io_bp);
3091         }
3092
3093         /*
3094          * It is the responsibility of the done callback to ensure that this
3095          * particular zio is no longer discoverable for adoption, and as
3096          * such, cannot acquire any new parents.
3097          */
3098         if (zio->io_done)
3099                 zio->io_done(zio);
3100
3101         mutex_enter(&zio->io_lock);
3102         zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
3103         mutex_exit(&zio->io_lock);
3104
3105         for (pio = zio_walk_parents(zio); pio != NULL; pio = pio_next) {
3106                 zio_link_t *zl = zio->io_walk_link;
3107                 pio_next = zio_walk_parents(zio);
3108                 zio_remove_child(pio, zio, zl);
3109                 zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
3110         }
3111
3112         if (zio->io_waiter != NULL) {
3113                 mutex_enter(&zio->io_lock);
3114                 zio->io_executor = NULL;
3115                 cv_broadcast(&zio->io_cv);
3116                 mutex_exit(&zio->io_lock);
3117         } else {
3118                 zio_destroy(zio);
3119         }
3120
3121         return (ZIO_PIPELINE_STOP);
3122 }
3123
3124 /*
3125  * ==========================================================================
3126  * I/O pipeline definition
3127  * ==========================================================================
3128  */
3129 static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[] = {
3130         NULL,
3131         zio_read_bp_init,
3132         zio_free_bp_init,
3133         zio_issue_async,
3134         zio_write_bp_init,
3135         zio_checksum_generate,
3136         zio_ddt_read_start,
3137         zio_ddt_read_done,
3138         zio_ddt_write,
3139         zio_ddt_free,
3140         zio_gang_assemble,
3141         zio_gang_issue,
3142         zio_dva_allocate,
3143         zio_dva_free,
3144         zio_dva_claim,
3145         zio_ready,
3146         zio_vdev_io_start,
3147         zio_vdev_io_done,
3148         zio_vdev_io_assess,
3149         zio_checksum_verify,
3150         zio_done
3151 };
3152
3153 /* dnp is the dnode for zb1->zb_object */
3154 boolean_t
3155 zbookmark_is_before(const dnode_phys_t *dnp, const zbookmark_t *zb1,
3156     const zbookmark_t *zb2)
3157 {
3158         uint64_t zb1nextL0, zb2thisobj;
3159
3160         ASSERT(zb1->zb_objset == zb2->zb_objset);
3161         ASSERT(zb2->zb_level == 0);
3162
3163         /*
3164          * A bookmark in the deadlist is considered to be after
3165          * everything else.
3166          */
3167         if (zb2->zb_object == DMU_DEADLIST_OBJECT)
3168                 return (B_TRUE);
3169
3170         /* The objset_phys_t isn't before anything. */
3171         if (dnp == NULL)
3172                 return (B_FALSE);
3173
3174         zb1nextL0 = (zb1->zb_blkid + 1) <<
3175             ((zb1->zb_level) * (dnp->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT));
3176
3177         zb2thisobj = zb2->zb_object ? zb2->zb_object :
3178             zb2->zb_blkid << (DNODE_BLOCK_SHIFT - DNODE_SHIFT);
3179
3180         if (zb1->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3181                 uint64_t nextobj = zb1nextL0 *
3182                     (dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT) >> DNODE_SHIFT;
3183                 return (nextobj <= zb2thisobj);
3184         }
3185
3186         if (zb1->zb_object < zb2thisobj)
3187                 return (B_TRUE);
3188         if (zb1->zb_object > zb2thisobj)
3189                 return (B_FALSE);
3190         if (zb2->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT)
3191                 return (B_FALSE);
3192         return (zb1nextL0 <= zb2->zb_blkid);
3193 }
3194
3195 #if defined(_KERNEL) && defined(HAVE_SPL)
3196 /* Fault injection */
3197 EXPORT_SYMBOL(zio_injection_enabled);
3198 EXPORT_SYMBOL(zio_inject_fault);
3199 EXPORT_SYMBOL(zio_inject_list_next);
3200 EXPORT_SYMBOL(zio_clear_fault);
3201 EXPORT_SYMBOL(zio_handle_fault_injection);
3202 EXPORT_SYMBOL(zio_handle_device_injection);
3203 EXPORT_SYMBOL(zio_handle_label_injection);
3204 EXPORT_SYMBOL(zio_priority_table);
3205 EXPORT_SYMBOL(zio_type_name);
3206
3207 module_param(zio_bulk_flags, int, 0644);
3208 MODULE_PARM_DESC(zio_bulk_flags, "Additional flags to pass to bulk buffers");
3209
3210 module_param(zio_delay_max, int, 0644);
3211 MODULE_PARM_DESC(zio_delay_max, "Max zio millisec delay before posting event");
3212
3213 module_param(zio_requeue_io_start_cut_in_line, int, 0644);
3214 MODULE_PARM_DESC(zio_requeue_io_start_cut_in_line, "Prioritize requeued I/O");
3215 #endif