]> git.proxmox.com Git - mirror_zfs.git/blobdiff - module/os/linux/zfs/vdev_disk.c
vdev_disk: use bio_chain() to submit multiple BIOs
[mirror_zfs.git] / module / os / linux / zfs / vdev_disk.c
index cbe9e18316ed065c6c745c95e389b1a439f5adf4..36468fc211324e5d908d480ed68d7015510627fd 100644 (file)
@@ -6,7 +6,7 @@
  * You may not use this file except in compliance with the License.
  *
  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
- * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
+ * or https://opensource.org/licenses/CDDL-1.0.
  * See the License for the specific language governing permissions
  * and limitations under the License.
  *
@@ -24,6 +24,7 @@
  * Rewritten for Linux by Brian Behlendorf <behlendorf1@llnl.gov>.
  * LLNL-CODE-403049.
  * Copyright (c) 2012, 2019 by Delphix. All rights reserved.
+ * Copyright (c) 2023, 2024, Klara Inc.
  */
 
 #include <sys/zfs_context.h>
 #include <sys/abd.h>
 #include <sys/fs/zfs.h>
 #include <sys/zio.h>
+#include <linux/blkpg.h>
 #include <linux/msdos_fs.h>
 #include <linux/vfs_compat.h>
+#ifdef HAVE_LINUX_BLK_CGROUP_HEADER
+#include <linux/blk-cgroup.h>
+#endif
+
+/*
+ * Linux 6.8.x uses a bdev_handle as an instance/refcount for an underlying
+ * block_device. Since it carries the block_device inside, its convenient to
+ * just use the handle as a proxy. For pre-6.8, we just emulate this with
+ * a cast, since we don't need any of the other fields inside the handle.
+ */
+#ifdef HAVE_BDEV_OPEN_BY_PATH
+typedef struct bdev_handle zfs_bdev_handle_t;
+#define        BDH_BDEV(bdh)           ((bdh)->bdev)
+#define        BDH_IS_ERR(bdh)         (IS_ERR(bdh))
+#define        BDH_PTR_ERR(bdh)        (PTR_ERR(bdh))
+#define        BDH_ERR_PTR(err)        (ERR_PTR(err))
+#else
+typedef void zfs_bdev_handle_t;
+#define        BDH_BDEV(bdh)           ((struct block_device *)bdh)
+#define        BDH_IS_ERR(bdh)         (IS_ERR(BDH_BDEV(bdh)))
+#define        BDH_PTR_ERR(bdh)        (PTR_ERR(BDH_BDEV(bdh)))
+#define        BDH_ERR_PTR(err)        (ERR_PTR(err))
+#endif
+
+typedef struct vdev_disk {
+       zfs_bdev_handle_t               *vd_bdh;
+       krwlock_t                       vd_lock;
+} vdev_disk_t;
+
+/*
+ * Maximum number of segments to add to a bio (min 4). If this is higher than
+ * the maximum allowed by the device queue or the kernel itself, it will be
+ * clamped. Setting it to zero will cause the kernel's ideal size to be used.
+ */
+uint_t zfs_vdev_disk_max_segs = 0;
 
 /*
  * Unique identifier for the exclusive vdev holder.
@@ -47,7 +84,7 @@ static void *zfs_vdev_holder = VDEV_HOLDER;
  * device is missing. The missing path may be transient since the links
  * can be briefly removed and recreated in response to udev events.
  */
-static unsigned zfs_vdev_open_timeout_ms = 1000;
+static uint_t zfs_vdev_open_timeout_ms = 1000;
 
 /*
  * Size of the "reserved" partition, in blocks.
@@ -55,19 +92,30 @@ static unsigned zfs_vdev_open_timeout_ms = 1000;
 #define        EFI_MIN_RESV_SIZE       (16 * 1024)
 
 /*
- * Virtual device vector for disks.
+ * BIO request failfast mask.
  */
-typedef struct dio_request {
-       zio_t                   *dr_zio;        /* Parent ZIO */
-       atomic_t                dr_ref;         /* References */
-       int                     dr_error;       /* Bio error */
-       int                     dr_bio_count;   /* Count of bio's */
-       struct bio              *dr_bio[0];     /* Attached bio's */
-} dio_request_t;
 
+static unsigned int zfs_vdev_failfast_mask = 1;
+
+#ifdef HAVE_BLK_MODE_T
+static blk_mode_t
+#else
 static fmode_t
-vdev_bdev_mode(spa_mode_t spa_mode)
+#endif
+vdev_bdev_mode(spa_mode_t spa_mode, boolean_t exclusive)
 {
+#ifdef HAVE_BLK_MODE_T
+       blk_mode_t mode = 0;
+
+       if (spa_mode & SPA_MODE_READ)
+               mode |= BLK_OPEN_READ;
+
+       if (spa_mode & SPA_MODE_WRITE)
+               mode |= BLK_OPEN_WRITE;
+
+       if (exclusive)
+               mode |= BLK_OPEN_EXCL;
+#else
        fmode_t mode = 0;
 
        if (spa_mode & SPA_MODE_READ)
@@ -76,6 +124,10 @@ vdev_bdev_mode(spa_mode_t spa_mode)
        if (spa_mode & SPA_MODE_WRITE)
                mode |= FMODE_WRITE;
 
+       if (exclusive)
+               mode |= FMODE_EXCL;
+#endif
+
        return (mode);
 }
 
@@ -88,6 +140,24 @@ bdev_capacity(struct block_device *bdev)
        return (i_size_read(bdev->bd_inode));
 }
 
+#if !defined(HAVE_BDEV_WHOLE)
+static inline struct block_device *
+bdev_whole(struct block_device *bdev)
+{
+       return (bdev->bd_contains);
+}
+#endif
+
+#if defined(HAVE_BDEVNAME)
+#define        vdev_bdevname(bdev, name)       bdevname(bdev, name)
+#else
+static inline void
+vdev_bdevname(struct block_device *bdev, char *name)
+{
+       snprintf(name, BDEVNAME_SIZE, "%pg", bdev);
+}
+#endif
+
 /*
  * Returns the maximum expansion capacity of the block device (in bytes).
  *
@@ -112,7 +182,7 @@ bdev_max_capacity(struct block_device *bdev, uint64_t wholedisk)
        uint64_t psize;
        int64_t available;
 
-       if (wholedisk && bdev->bd_part != NULL && bdev != bdev->bd_contains) {
+       if (wholedisk && bdev != bdev_whole(bdev)) {
                /*
                 * When reporting maximum expansion capacity for a wholedisk
                 * deduct any capacity which is expected to be lost due to
@@ -126,7 +196,7 @@ bdev_max_capacity(struct block_device *bdev, uint64_t wholedisk)
                 * "reserved" EFI partition: in such cases return the device
                 * usable capacity.
                 */
-               available = i_size_read(bdev->bd_contains->bd_inode) -
+               available = i_size_read(bdev_whole(bdev)->bd_inode) -
                    ((EFI_MIN_RESV_SIZE + NEW_START_BLOCK +
                    PARTITION_END_ALIGNMENT) << SECTOR_BITS);
                psize = MAX(available, bdev_capacity(bdev));
@@ -146,18 +216,62 @@ vdev_disk_error(zio_t *zio)
         * which is safe from any context.
         */
        printk(KERN_WARNING "zio pool=%s vdev=%s error=%d type=%d "
-           "offset=%llu size=%llu flags=%x\n", spa_name(zio->io_spa),
+           "offset=%llu size=%llu flags=%llu\n", spa_name(zio->io_spa),
            zio->io_vd->vdev_path, zio->io_error, zio->io_type,
            (u_longlong_t)zio->io_offset, (u_longlong_t)zio->io_size,
            zio->io_flags);
 }
 
+static void
+vdev_disk_kobj_evt_post(vdev_t *v)
+{
+       vdev_disk_t *vd = v->vdev_tsd;
+       if (vd && vd->vd_bdh) {
+               spl_signal_kobj_evt(BDH_BDEV(vd->vd_bdh));
+       } else {
+               vdev_dbgmsg(v, "vdev_disk_t is NULL for VDEV:%s\n",
+                   v->vdev_path);
+       }
+}
+
+static zfs_bdev_handle_t *
+vdev_blkdev_get_by_path(const char *path, spa_mode_t mode, void *holder)
+{
+#if defined(HAVE_BDEV_OPEN_BY_PATH)
+       return (bdev_open_by_path(path,
+           vdev_bdev_mode(mode, B_TRUE), holder, NULL));
+#elif defined(HAVE_BLKDEV_GET_BY_PATH_4ARG)
+       return (blkdev_get_by_path(path,
+           vdev_bdev_mode(mode, B_TRUE), holder, NULL));
+#else
+       return (blkdev_get_by_path(path,
+           vdev_bdev_mode(mode, B_TRUE), holder));
+#endif
+}
+
+static void
+vdev_blkdev_put(zfs_bdev_handle_t *bdh, spa_mode_t mode, void *holder)
+{
+#if defined(HAVE_BDEV_RELEASE)
+       return (bdev_release(bdh));
+#elif defined(HAVE_BLKDEV_PUT_HOLDER)
+       return (blkdev_put(BDH_BDEV(bdh), holder));
+#else
+       return (blkdev_put(BDH_BDEV(bdh),
+           vdev_bdev_mode(mode, B_TRUE)));
+#endif
+}
+
 static int
 vdev_disk_open(vdev_t *v, uint64_t *psize, uint64_t *max_psize,
-    uint64_t *ashift)
+    uint64_t *logical_ashift, uint64_t *physical_ashift)
 {
-       struct block_device *bdev;
-       fmode_t mode = vdev_bdev_mode(spa_mode(v->vdev_spa));
+       zfs_bdev_handle_t *bdh;
+#ifdef HAVE_BLK_MODE_T
+       blk_mode_t mode = vdev_bdev_mode(spa_mode(v->vdev_spa), B_FALSE);
+#else
+       fmode_t mode = vdev_bdev_mode(spa_mode(v->vdev_spa), B_FALSE);
+#endif
        hrtime_t timeout = MSEC2NSEC(zfs_vdev_open_timeout_ms);
        vdev_disk_t *vd;
 
@@ -170,7 +284,8 @@ vdev_disk_open(vdev_t *v, uint64_t *psize, uint64_t *max_psize,
 
        /*
         * Reopen the device if it is currently open.  When expanding a
-        * partition force re-scanning the partition table while closed
+        * partition force re-scanning the partition table if userland
+        * did not take care of this already. We need to do this while closed
         * in order to get an accurate updated block device size.  Then
         * since udev may need to recreate the device links increase the
         * open retry timeout before reporting the device as unavailable.
@@ -181,24 +296,42 @@ vdev_disk_open(vdev_t *v, uint64_t *psize, uint64_t *max_psize,
                boolean_t reread_part = B_FALSE;
 
                rw_enter(&vd->vd_lock, RW_WRITER);
-               bdev = vd->vd_bdev;
-               vd->vd_bdev = NULL;
-
-               if (bdev) {
-                       if (v->vdev_expanding && bdev != bdev->bd_contains) {
-                               bdevname(bdev->bd_contains, disk_name + 5);
-                               reread_part = B_TRUE;
+               bdh = vd->vd_bdh;
+               vd->vd_bdh = NULL;
+
+               if (bdh) {
+                       struct block_device *bdev = BDH_BDEV(bdh);
+                       if (v->vdev_expanding && bdev != bdev_whole(bdev)) {
+                               vdev_bdevname(bdev_whole(bdev), disk_name + 5);
+                               /*
+                                * If userland has BLKPG_RESIZE_PARTITION,
+                                * then it should have updated the partition
+                                * table already. We can detect this by
+                                * comparing our current physical size
+                                * with that of the device. If they are
+                                * the same, then we must not have
+                                * BLKPG_RESIZE_PARTITION or it failed to
+                                * update the partition table online. We
+                                * fallback to rescanning the partition
+                                * table from the kernel below. However,
+                                * if the capacity already reflects the
+                                * updated partition, then we skip
+                                * rescanning the partition table here.
+                                */
+                               if (v->vdev_psize == bdev_capacity(bdev))
+                                       reread_part = B_TRUE;
                        }
 
-                       blkdev_put(bdev, mode | FMODE_EXCL);
+                       vdev_blkdev_put(bdh, mode, zfs_vdev_holder);
                }
 
                if (reread_part) {
-                       bdev = blkdev_get_by_path(disk_name, mode | FMODE_EXCL,
+                       bdh = vdev_blkdev_get_by_path(disk_name, mode,
                            zfs_vdev_holder);
-                       if (!IS_ERR(bdev)) {
-                               int error = vdev_bdev_reread_part(bdev);
-                               blkdev_put(bdev, mode | FMODE_EXCL);
+                       if (!BDH_IS_ERR(bdh)) {
+                               int error =
+                                   vdev_bdev_reread_part(BDH_BDEV(bdh));
+                               vdev_blkdev_put(bdh, mode, zfs_vdev_holder);
                                if (error == 0) {
                                        timeout = MSEC2NSEC(
                                            zfs_vdev_open_timeout_ms * 2);
@@ -234,59 +367,81 @@ vdev_disk_open(vdev_t *v, uint64_t *psize, uint64_t *max_psize,
         * a ENOENT failure at this point is highly likely to be transient
         * and it is reasonable to sleep and retry before giving up.  In
         * practice delays have been observed to be on the order of 100ms.
+        *
+        * When ERESTARTSYS is returned it indicates the block device is
+        * a zvol which could not be opened due to the deadlock detection
+        * logic in zvol_open().  Extend the timeout and retry the open
+        * subsequent attempts are expected to eventually succeed.
         */
        hrtime_t start = gethrtime();
-       bdev = ERR_PTR(-ENXIO);
-       while (IS_ERR(bdev) && ((gethrtime() - start) < timeout)) {
-               bdev = blkdev_get_by_path(v->vdev_path, mode | FMODE_EXCL,
+       bdh = BDH_ERR_PTR(-ENXIO);
+       while (BDH_IS_ERR(bdh) && ((gethrtime() - start) < timeout)) {
+               bdh = vdev_blkdev_get_by_path(v->vdev_path, mode,
                    zfs_vdev_holder);
-               if (unlikely(PTR_ERR(bdev) == -ENOENT)) {
+               if (unlikely(BDH_PTR_ERR(bdh) == -ENOENT)) {
+                       /*
+                        * There is no point of waiting since device is removed
+                        * explicitly
+                        */
+                       if (v->vdev_removed)
+                               break;
+
                        schedule_timeout(MSEC_TO_TICK(10));
-               } else if (IS_ERR(bdev)) {
+               } else if (unlikely(BDH_PTR_ERR(bdh) == -ERESTARTSYS)) {
+                       timeout = MSEC2NSEC(zfs_vdev_open_timeout_ms * 10);
+                       continue;
+               } else if (BDH_IS_ERR(bdh)) {
                        break;
                }
        }
 
-       if (IS_ERR(bdev)) {
-               int error = -PTR_ERR(bdev);
+       if (BDH_IS_ERR(bdh)) {
+               int error = -BDH_PTR_ERR(bdh);
                vdev_dbgmsg(v, "open error=%d timeout=%llu/%llu", error,
                    (u_longlong_t)(gethrtime() - start),
                    (u_longlong_t)timeout);
-               vd->vd_bdev = NULL;
+               vd->vd_bdh = NULL;
                v->vdev_tsd = vd;
                rw_exit(&vd->vd_lock);
                return (SET_ERROR(error));
        } else {
-               vd->vd_bdev = bdev;
+               vd->vd_bdh = bdh;
                v->vdev_tsd = vd;
                rw_exit(&vd->vd_lock);
        }
 
-       struct request_queue *q = bdev_get_queue(vd->vd_bdev);
+       struct block_device *bdev = BDH_BDEV(vd->vd_bdh);
 
        /*  Determine the physical block size */
-       int block_size = bdev_physical_block_size(vd->vd_bdev);
+       int physical_block_size = bdev_physical_block_size(bdev);
+
+       /*  Determine the logical block size */
+       int logical_block_size = bdev_logical_block_size(bdev);
 
        /* Clear the nowritecache bit, causes vdev_reopen() to try again. */
        v->vdev_nowritecache = B_FALSE;
 
        /* Set when device reports it supports TRIM. */
-       v->vdev_has_trim = !!blk_queue_discard(q);
+       v->vdev_has_trim = bdev_discard_supported(bdev);
 
        /* Set when device reports it supports secure TRIM. */
-       v->vdev_has_securetrim = !!blk_queue_discard_secure(q);
+       v->vdev_has_securetrim = bdev_secure_discard_supported(bdev);
 
        /* Inform the ZIO pipeline that we are non-rotational */
-       v->vdev_nonrot = blk_queue_nonrot(q);
+       v->vdev_nonrot = blk_queue_nonrot(bdev_get_queue(bdev));
 
        /* Physical volume size in bytes for the partition */
-       *psize = bdev_capacity(vd->vd_bdev);
+       *psize = bdev_capacity(bdev);
 
        /* Physical volume size in bytes including possible expansion space */
-       *max_psize = bdev_max_capacity(vd->vd_bdev, v->vdev_wholedisk);
+       *max_psize = bdev_max_capacity(bdev, v->vdev_wholedisk);
 
        /* Based on the minimum sector size set the block size */
-       *ashift = highbit64(MAX(block_size, SPA_MINBLOCKSIZE)) - 1;
+       *physical_ashift = highbit64(MAX(physical_block_size,
+           SPA_MINBLOCKSIZE)) - 1;
+
+       *logical_ashift = highbit64(MAX(logical_block_size,
+           SPA_MINBLOCKSIZE)) - 1;
 
        return (0);
 }
@@ -299,38 +454,556 @@ vdev_disk_close(vdev_t *v)
        if (v->vdev_reopening || vd == NULL)
                return;
 
-       if (vd->vd_bdev != NULL) {
-               blkdev_put(vd->vd_bdev,
-                   vdev_bdev_mode(spa_mode(v->vdev_spa)) | FMODE_EXCL);
-       }
+       if (vd->vd_bdh != NULL)
+               vdev_blkdev_put(vd->vd_bdh, spa_mode(v->vdev_spa),
+                   zfs_vdev_holder);
 
        rw_destroy(&vd->vd_lock);
        kmem_free(vd, sizeof (vdev_disk_t));
        v->vdev_tsd = NULL;
 }
 
-static dio_request_t *
-vdev_disk_dio_alloc(int bio_count)
+static inline void
+vdev_submit_bio_impl(struct bio *bio)
 {
-       dio_request_t *dr;
-       int i;
+#ifdef HAVE_1ARG_SUBMIT_BIO
+       (void) submit_bio(bio);
+#else
+       (void) submit_bio(bio_data_dir(bio), bio);
+#endif
+}
 
-       dr = kmem_zalloc(sizeof (dio_request_t) +
-           sizeof (struct bio *) * bio_count, KM_SLEEP);
-       if (dr) {
-               atomic_set(&dr->dr_ref, 0);
-               dr->dr_bio_count = bio_count;
-               dr->dr_error = 0;
+/*
+ * preempt_schedule_notrace is GPL-only which breaks the ZFS build, so
+ * replace it with preempt_schedule under the following condition:
+ */
+#if defined(CONFIG_ARM64) && \
+    defined(CONFIG_PREEMPTION) && \
+    defined(CONFIG_BLK_CGROUP)
+#define        preempt_schedule_notrace(x) preempt_schedule(x)
+#endif
+
+/*
+ * As for the Linux 5.18 kernel bio_alloc() expects a block_device struct
+ * as an argument removing the need to set it with bio_set_dev().  This
+ * removes the need for all of the following compatibility code.
+ */
+#if !defined(HAVE_BIO_ALLOC_4ARG)
+
+#ifdef HAVE_BIO_SET_DEV
+#if defined(CONFIG_BLK_CGROUP) && defined(HAVE_BIO_SET_DEV_GPL_ONLY)
+/*
+ * The Linux 5.5 kernel updated percpu_ref_tryget() which is inlined by
+ * blkg_tryget() to use rcu_read_lock() instead of rcu_read_lock_sched().
+ * As a side effect the function was converted to GPL-only.  Define our
+ * own version when needed which uses rcu_read_lock_sched().
+ *
+ * The Linux 5.17 kernel split linux/blk-cgroup.h into a private and a public
+ * part, moving blkg_tryget into the private one. Define our own version.
+ */
+#if defined(HAVE_BLKG_TRYGET_GPL_ONLY) || !defined(HAVE_BLKG_TRYGET)
+static inline bool
+vdev_blkg_tryget(struct blkcg_gq *blkg)
+{
+       struct percpu_ref *ref = &blkg->refcnt;
+       unsigned long __percpu *count;
+       bool rc;
+
+       rcu_read_lock_sched();
+
+       if (__ref_is_percpu(ref, &count)) {
+               this_cpu_inc(*count);
+               rc = true;
+       } else {
+#ifdef ZFS_PERCPU_REF_COUNT_IN_DATA
+               rc = atomic_long_inc_not_zero(&ref->data->count);
+#else
+               rc = atomic_long_inc_not_zero(&ref->count);
+#endif
+       }
+
+       rcu_read_unlock_sched();
+
+       return (rc);
+}
+#else
+#define        vdev_blkg_tryget(bg)    blkg_tryget(bg)
+#endif
+#ifdef HAVE_BIO_SET_DEV_MACRO
+/*
+ * The Linux 5.0 kernel updated the bio_set_dev() macro so it calls the
+ * GPL-only bio_associate_blkg() symbol thus inadvertently converting
+ * the entire macro.  Provide a minimal version which always assigns the
+ * request queue's root_blkg to the bio.
+ */
+static inline void
+vdev_bio_associate_blkg(struct bio *bio)
+{
+#if defined(HAVE_BIO_BDEV_DISK)
+       struct request_queue *q = bio->bi_bdev->bd_disk->queue;
+#else
+       struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
+#endif
+
+       ASSERT3P(q, !=, NULL);
+       ASSERT3P(bio->bi_blkg, ==, NULL);
+
+       if (q->root_blkg && vdev_blkg_tryget(q->root_blkg))
+               bio->bi_blkg = q->root_blkg;
+}
+
+#define        bio_associate_blkg vdev_bio_associate_blkg
+#else
+static inline void
+vdev_bio_set_dev(struct bio *bio, struct block_device *bdev)
+{
+#if defined(HAVE_BIO_BDEV_DISK)
+       struct request_queue *q = bdev->bd_disk->queue;
+#else
+       struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
+#endif
+       bio_clear_flag(bio, BIO_REMAPPED);
+       if (bio->bi_bdev != bdev)
+               bio_clear_flag(bio, BIO_THROTTLED);
+       bio->bi_bdev = bdev;
+
+       ASSERT3P(q, !=, NULL);
+       ASSERT3P(bio->bi_blkg, ==, NULL);
+
+       if (q->root_blkg && vdev_blkg_tryget(q->root_blkg))
+               bio->bi_blkg = q->root_blkg;
+}
+#define        bio_set_dev             vdev_bio_set_dev
+#endif
+#endif
+#else
+/*
+ * Provide a bio_set_dev() helper macro for pre-Linux 4.14 kernels.
+ */
+static inline void
+bio_set_dev(struct bio *bio, struct block_device *bdev)
+{
+       bio->bi_bdev = bdev;
+}
+#endif /* HAVE_BIO_SET_DEV */
+#endif /* !HAVE_BIO_ALLOC_4ARG */
+
+static inline void
+vdev_submit_bio(struct bio *bio)
+{
+       struct bio_list *bio_list = current->bio_list;
+       current->bio_list = NULL;
+       vdev_submit_bio_impl(bio);
+       current->bio_list = bio_list;
+}
+
+static inline struct bio *
+vdev_bio_alloc(struct block_device *bdev, gfp_t gfp_mask,
+    unsigned short nr_vecs)
+{
+       struct bio *bio;
+
+#ifdef HAVE_BIO_ALLOC_4ARG
+       bio = bio_alloc(bdev, nr_vecs, 0, gfp_mask);
+#else
+       bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_vecs);
+       if (likely(bio != NULL))
+               bio_set_dev(bio, bdev);
+#endif
+
+       return (bio);
+}
+
+static inline uint_t
+vdev_bio_max_segs(struct block_device *bdev)
+{
+       /*
+        * Smallest of the device max segs and the tuneable max segs. Minimum
+        * 4, so there's room to finish split pages if they come up.
+        */
+       const uint_t dev_max_segs = queue_max_segments(bdev_get_queue(bdev));
+       const uint_t tune_max_segs = (zfs_vdev_disk_max_segs > 0) ?
+           MAX(4, zfs_vdev_disk_max_segs) : dev_max_segs;
+       const uint_t max_segs = MIN(tune_max_segs, dev_max_segs);
+
+#ifdef HAVE_BIO_MAX_SEGS
+       return (bio_max_segs(max_segs));
+#else
+       return (MIN(max_segs, BIO_MAX_PAGES));
+#endif
+}
+
+static inline uint_t
+vdev_bio_max_bytes(struct block_device *bdev)
+{
+       return (queue_max_sectors(bdev_get_queue(bdev)) << 9);
+}
+
+
+/*
+ * Virtual block IO object (VBIO)
+ *
+ * Linux block IO (BIO) objects have a limit on how many data segments (pages)
+ * they can hold. Depending on how they're allocated and structured, a large
+ * ZIO can require more than one BIO to be submitted to the kernel, which then
+ * all have to complete before we can return the completed ZIO back to ZFS.
+ *
+ * A VBIO is a wrapper around multiple BIOs, carrying everything needed to
+ * translate a ZIO down into the kernel block layer and back again.
+ *
+ * Note that these are only used for data ZIOs (read/write). Meta-operations
+ * (flush/trim) don't need multiple BIOs and so can just make the call
+ * directly.
+ */
+typedef struct {
+       zio_t           *vbio_zio;      /* parent zio */
+
+       struct block_device *vbio_bdev; /* blockdev to submit bios to */
+
+       abd_t           *vbio_abd;      /* abd carrying borrowed linear buf */
+
+       uint_t          vbio_max_segs;  /* max segs per bio */
+
+       uint_t          vbio_max_bytes; /* max bytes per bio */
+       uint_t          vbio_lbs_mask;  /* logical block size mask */
+
+       uint64_t        vbio_offset;    /* start offset of next bio */
+
+       struct bio      *vbio_bio;      /* pointer to the current bio */
+       int             vbio_flags;     /* bio flags */
+} vbio_t;
+
+static vbio_t *
+vbio_alloc(zio_t *zio, struct block_device *bdev, int flags)
+{
+       vbio_t *vbio = kmem_zalloc(sizeof (vbio_t), KM_SLEEP);
+
+       vbio->vbio_zio = zio;
+       vbio->vbio_bdev = bdev;
+       vbio->vbio_abd = NULL;
+       vbio->vbio_max_segs = vdev_bio_max_segs(bdev);
+       vbio->vbio_max_bytes = vdev_bio_max_bytes(bdev);
+       vbio->vbio_lbs_mask = ~(bdev_logical_block_size(bdev)-1);
+       vbio->vbio_offset = zio->io_offset;
+       vbio->vbio_bio = NULL;
+       vbio->vbio_flags = flags;
+
+       return (vbio);
+}
+
+BIO_END_IO_PROTO(vbio_completion, bio, error);
+
+static int
+vbio_add_page(vbio_t *vbio, struct page *page, uint_t size, uint_t offset)
+{
+       struct bio *bio = vbio->vbio_bio;
+       uint_t ssize;
+
+       while (size > 0) {
+               if (bio == NULL) {
+                       /* New BIO, allocate and set up */
+                       bio = vdev_bio_alloc(vbio->vbio_bdev, GFP_NOIO,
+                           vbio->vbio_max_segs);
+                       VERIFY(bio);
+
+                       BIO_BI_SECTOR(bio) = vbio->vbio_offset >> 9;
+                       bio_set_op_attrs(bio,
+                           vbio->vbio_zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE ?
+                           WRITE : READ, vbio->vbio_flags);
+
+                       if (vbio->vbio_bio) {
+                               bio_chain(vbio->vbio_bio, bio);
+                               vdev_submit_bio(vbio->vbio_bio);
+                       }
+                       vbio->vbio_bio = bio;
+               }
+
+               /*
+                * Only load as much of the current page data as will fit in
+                * the space left in the BIO, respecting lbs alignment. Older
+                * kernels will error if we try to overfill the BIO, while
+                * newer ones will accept it and split the BIO. This ensures
+                * everything works on older kernels, and avoids an additional
+                * overhead on the new.
+                */
+               ssize = MIN(size, (vbio->vbio_max_bytes - BIO_BI_SIZE(bio)) &
+                   vbio->vbio_lbs_mask);
+               if (ssize > 0 &&
+                   bio_add_page(bio, page, ssize, offset) == ssize) {
+                       /* Accepted, adjust and load any remaining. */
+                       size -= ssize;
+                       offset += ssize;
+                       continue;
+               }
+
+               /* No room, set up for a new BIO and loop */
+               vbio->vbio_offset += BIO_BI_SIZE(bio);
+
+               /* Signal new BIO allocation wanted */
+               bio = NULL;
+       }
+
+       return (0);
+}
+
+/* Iterator callback to submit ABD pages to the vbio. */
+static int
+vbio_fill_cb(struct page *page, size_t off, size_t len, void *priv)
+{
+       vbio_t *vbio = priv;
+       return (vbio_add_page(vbio, page, len, off));
+}
+
+/* Create some BIOs, fill them with data and submit them */
+static void
+vbio_submit(vbio_t *vbio, abd_t *abd, uint64_t size)
+{
+       ASSERT(vbio->vbio_bdev);
+
+       /*
+        * We plug so we can submit the BIOs as we go and only unplug them when
+        * they are fully created and submitted. This is important; if we don't
+        * plug, then the kernel may start executing earlier BIOs while we're
+        * still creating and executing later ones, and if the device goes
+        * away while that's happening, older kernels can get confused and
+        * trample memory.
+        */
+       struct blk_plug plug;
+       blk_start_plug(&plug);
+
+       (void) abd_iterate_page_func(abd, 0, size, vbio_fill_cb, vbio);
+       ASSERT(vbio->vbio_bio);
+
+       vbio->vbio_bio->bi_end_io = vbio_completion;
+       vbio->vbio_bio->bi_private = vbio;
+
+       vdev_submit_bio(vbio->vbio_bio);
+
+       blk_finish_plug(&plug);
+
+       vbio->vbio_bio = NULL;
+       vbio->vbio_bdev = NULL;
+}
+
+/* IO completion callback */
+BIO_END_IO_PROTO(vbio_completion, bio, error)
+{
+       vbio_t *vbio = bio->bi_private;
+       zio_t *zio = vbio->vbio_zio;
+
+       ASSERT(zio);
+
+       /* Capture and log any errors */
+#ifdef HAVE_1ARG_BIO_END_IO_T
+       zio->io_error = BIO_END_IO_ERROR(bio);
+#else
+       zio->io_error = 0;
+       if (error)
+               zio->io_error = -(error);
+       else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
+               zio->io_error = EIO;
+#endif
+       ASSERT3U(zio->io_error, >=, 0);
+
+       if (zio->io_error)
+               vdev_disk_error(zio);
+
+       /* Return the BIO to the kernel */
+       bio_put(bio);
+
+       /*
+        * If we copied the ABD before issuing it, clean up and return the copy
+        * to the ADB, with changes if appropriate.
+        */
+       if (vbio->vbio_abd != NULL) {
+               void *buf = abd_to_buf(vbio->vbio_abd);
+               abd_free(vbio->vbio_abd);
+               vbio->vbio_abd = NULL;
+
+               if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
+                       abd_return_buf_copy(zio->io_abd, buf, zio->io_size);
+               else
+                       abd_return_buf(zio->io_abd, buf, zio->io_size);
+       }
+
+       /* Final cleanup */
+       kmem_free(vbio, sizeof (vbio_t));
+
+       /* All done, submit for processing */
+       zio_delay_interrupt(zio);
+}
+
+/*
+ * Iterator callback to count ABD pages and check their size & alignment.
+ *
+ * On Linux, each BIO segment can take a page pointer, and an offset+length of
+ * the data within that page. A page can be arbitrarily large ("compound"
+ * pages) but we still have to ensure the data portion is correctly sized and
+ * aligned to the logical block size, to ensure that if the kernel wants to
+ * split the BIO, the two halves will still be properly aligned.
+ */
+typedef struct {
+       uint_t  bmask;
+       uint_t  npages;
+       uint_t  end;
+} vdev_disk_check_pages_t;
+
+static int
+vdev_disk_check_pages_cb(struct page *page, size_t off, size_t len, void *priv)
+{
+       vdev_disk_check_pages_t *s = priv;
+
+       /*
+        * If we didn't finish on a block size boundary last time, then there
+        * would be a gap if we tried to use this ABD as-is, so abort.
+        */
+       if (s->end != 0)
+               return (1);
+
+       /*
+        * Note if we're taking less than a full block, so we can check it
+        * above on the next call.
+        */
+       s->end = len & s->bmask;
+
+       /* All blocks after the first must start on a block size boundary. */
+       if (s->npages != 0 && (off & s->bmask) != 0)
+               return (1);
+
+       s->npages++;
+       return (0);
+}
+
+/*
+ * Check if we can submit the pages in this ABD to the kernel as-is. Returns
+ * the number of pages, or 0 if it can't be submitted like this.
+ */
+static boolean_t
+vdev_disk_check_pages(abd_t *abd, uint64_t size, struct block_device *bdev)
+{
+       vdev_disk_check_pages_t s = {
+           .bmask = bdev_logical_block_size(bdev)-1,
+           .npages = 0,
+           .end = 0,
+       };
+
+       if (abd_iterate_page_func(abd, 0, size, vdev_disk_check_pages_cb, &s))
+               return (B_FALSE);
+
+       return (B_TRUE);
+}
+
+static int
+vdev_disk_io_rw(zio_t *zio)
+{
+       vdev_t *v = zio->io_vd;
+       vdev_disk_t *vd = v->vdev_tsd;
+       struct block_device *bdev = BDH_BDEV(vd->vd_bdh);
+       int flags = 0;
+
+       /*
+        * Accessing outside the block device is never allowed.
+        */
+       if (zio->io_offset + zio->io_size > bdev->bd_inode->i_size) {
+               vdev_dbgmsg(zio->io_vd,
+                   "Illegal access %llu size %llu, device size %llu",
+                   (u_longlong_t)zio->io_offset,
+                   (u_longlong_t)zio->io_size,
+                   (u_longlong_t)i_size_read(bdev->bd_inode));
+               return (SET_ERROR(EIO));
+       }
+
+       if (!(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_RETRY | ZIO_FLAG_TRYHARD)) &&
+           v->vdev_failfast == B_TRUE) {
+               bio_set_flags_failfast(bdev, &flags, zfs_vdev_failfast_mask & 1,
+                   zfs_vdev_failfast_mask & 2, zfs_vdev_failfast_mask & 4);
+       }
+
+       /*
+        * Check alignment of the incoming ABD. If any part of it would require
+        * submitting a page that is not aligned to the logical block size,
+        * then we take a copy into a linear buffer and submit that instead.
+        * This should be impossible on a 512b LBS, and fairly rare on 4K,
+        * usually requiring abnormally-small data blocks (eg gang blocks)
+        * mixed into the same ABD as larger ones (eg aggregated).
+        */
+       abd_t *abd = zio->io_abd;
+       if (!vdev_disk_check_pages(abd, zio->io_size, bdev)) {
+               void *buf;
+               if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)
+                       buf = abd_borrow_buf(zio->io_abd, zio->io_size);
+               else
+                       buf = abd_borrow_buf_copy(zio->io_abd, zio->io_size);
+
+               /*
+                * Wrap the copy in an abd_t, so we can use the same iterators
+                * to count and fill the vbio later.
+                */
+               abd = abd_get_from_buf(buf, zio->io_size);
 
-               for (i = 0; i < dr->dr_bio_count; i++)
-                       dr->dr_bio[i] = NULL;
+               /*
+                * False here would mean the borrowed copy has an invalid
+                * alignment too, which would mean we've somehow been passed a
+                * linear ABD with an interior page that has a non-zero offset
+                * or a size not a multiple of PAGE_SIZE. This is not possible.
+                * It would mean either zio_buf_alloc() or its underlying
+                * allocators have done something extremely strange, or our
+                * math in vdev_disk_check_pages() is wrong. In either case,
+                * something in seriously wrong and its not safe to continue.
+                */
+               VERIFY(vdev_disk_check_pages(abd, zio->io_size, bdev));
        }
 
+       /* Allocate vbio, with a pointer to the borrowed ABD if necessary */
+       vbio_t *vbio = vbio_alloc(zio, bdev, flags);
+       if (abd != zio->io_abd)
+               vbio->vbio_abd = abd;
+
+       /* Fill it with data pages and submit it to the kernel */
+       vbio_submit(vbio, abd, zio->io_size);
+       return (0);
+}
+
+/* ========== */
+
+/*
+ * This is the classic, battle-tested BIO submission code. Until we're totally
+ * sure that the new code is safe and correct in all cases, this will remain
+ * available and can be enabled by setting zfs_vdev_disk_classic=1 at module
+ * load time.
+ *
+ * These functions have been renamed to vdev_classic_* to make it clear what
+ * they belong to, but their implementations are unchanged.
+ */
+
+/*
+ * Virtual device vector for disks.
+ */
+typedef struct dio_request {
+       zio_t                   *dr_zio;        /* Parent ZIO */
+       atomic_t                dr_ref;         /* References */
+       int                     dr_error;       /* Bio error */
+       int                     dr_bio_count;   /* Count of bio's */
+       struct bio              *dr_bio[];      /* Attached bio's */
+} dio_request_t;
+
+static dio_request_t *
+vdev_classic_dio_alloc(int bio_count)
+{
+       dio_request_t *dr = kmem_zalloc(sizeof (dio_request_t) +
+           sizeof (struct bio *) * bio_count, KM_SLEEP);
+       atomic_set(&dr->dr_ref, 0);
+       dr->dr_bio_count = bio_count;
+       dr->dr_error = 0;
+
+       for (int i = 0; i < dr->dr_bio_count; i++)
+               dr->dr_bio[i] = NULL;
+
        return (dr);
 }
 
 static void
-vdev_disk_dio_free(dio_request_t *dr)
+vdev_classic_dio_free(dio_request_t *dr)
 {
        int i;
 
@@ -343,13 +1016,13 @@ vdev_disk_dio_free(dio_request_t *dr)
 }
 
 static void
-vdev_disk_dio_get(dio_request_t *dr)
+vdev_classic_dio_get(dio_request_t *dr)
 {
        atomic_inc(&dr->dr_ref);
 }
 
-static int
-vdev_disk_dio_put(dio_request_t *dr)
+static void
+vdev_classic_dio_put(dio_request_t *dr)
 {
        int rc = atomic_dec_return(&dr->dr_ref);
 
@@ -361,7 +1034,7 @@ vdev_disk_dio_put(dio_request_t *dr)
                zio_t *zio = dr->dr_zio;
                int error = dr->dr_error;
 
-               vdev_disk_dio_free(dr);
+               vdev_classic_dio_free(dr);
 
                if (zio) {
                        zio->io_error = error;
@@ -372,14 +1045,11 @@ vdev_disk_dio_put(dio_request_t *dr)
                        zio_delay_interrupt(zio);
                }
        }
-
-       return (rc);
 }
 
-BIO_END_IO_PROTO(vdev_disk_physio_completion, bio, error)
+BIO_END_IO_PROTO(vdev_classic_physio_completion, bio, error)
 {
        dio_request_t *dr = bio->bi_private;
-       int rc;
 
        if (dr->dr_error == 0) {
 #ifdef HAVE_1ARG_BIO_END_IO_T
@@ -392,119 +1062,42 @@ BIO_END_IO_PROTO(vdev_disk_physio_completion, bio, error)
 #endif
        }
 
-       /* Drop reference acquired by __vdev_disk_physio */
-       rc = vdev_disk_dio_put(dr);
-}
-
-static unsigned int
-bio_map(struct bio *bio, void *bio_ptr, unsigned int bio_size)
-{
-       unsigned int offset, size, i;
-       struct page *page;
-
-       offset = offset_in_page(bio_ptr);
-       for (i = 0; i < bio->bi_max_vecs; i++) {
-               size = PAGE_SIZE - offset;
-
-               if (bio_size <= 0)
-                       break;
-
-               if (size > bio_size)
-                       size = bio_size;
-
-               if (is_vmalloc_addr(bio_ptr))
-                       page = vmalloc_to_page(bio_ptr);
-               else
-                       page = virt_to_page(bio_ptr);
-
-               /*
-                * Some network related block device uses tcp_sendpage, which
-                * doesn't behave well when using 0-count page, this is a
-                * safety net to catch them.
-                */
-               ASSERT3S(page_count(page), >, 0);
-
-               if (bio_add_page(bio, page, size, offset) != size)
-                       break;
-
-               bio_ptr  += size;
-               bio_size -= size;
-               offset = 0;
-       }
-
-       return (bio_size);
+       /* Drop reference acquired by vdev_classic_physio */
+       vdev_classic_dio_put(dr);
 }
 
-static unsigned int
-bio_map_abd_off(struct bio *bio, abd_t *abd, unsigned int size, size_t off)
+static inline unsigned int
+vdev_classic_bio_max_segs(zio_t *zio, int bio_size, uint64_t abd_offset)
 {
-       if (abd_is_linear(abd))
-               return (bio_map(bio, ((char *)abd_to_buf(abd)) + off, size));
+       unsigned long nr_segs = abd_nr_pages_off(zio->io_abd,
+           bio_size, abd_offset);
 
-       return (abd_scatter_bio_map_off(bio, abd, size, off));
-}
-
-static inline void
-vdev_submit_bio_impl(struct bio *bio)
-{
-#ifdef HAVE_1ARG_SUBMIT_BIO
-       submit_bio(bio);
+#ifdef HAVE_BIO_MAX_SEGS
+       return (bio_max_segs(nr_segs));
 #else
-       submit_bio(0, bio);
-#endif
-}
-
-#ifdef HAVE_BIO_SET_DEV
-#if defined(CONFIG_BLK_CGROUP) && defined(HAVE_BIO_SET_DEV_GPL_ONLY)
-/*
- * The Linux 5.0 kernel updated the bio_set_dev() macro so it calls the
- * GPL-only bio_associate_blkg() symbol thus inadvertently converting
- * the entire macro.  Provide a minimal version which always assigns the
- * request queue's root_blkg to the bio.
- */
-static inline void
-vdev_bio_associate_blkg(struct bio *bio)
-{
-       struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
-
-       ASSERT3P(q, !=, NULL);
-       ASSERT3P(bio->bi_blkg, ==, NULL);
-
-       if (q->root_blkg && blkg_tryget(q->root_blkg))
-               bio->bi_blkg = q->root_blkg;
-}
-#define        bio_associate_blkg vdev_bio_associate_blkg
+       return (MIN(nr_segs, BIO_MAX_PAGES));
 #endif
-#else
-/*
- * Provide a bio_set_dev() helper macro for pre-Linux 4.14 kernels.
- */
-static inline void
-bio_set_dev(struct bio *bio, struct block_device *bdev)
-{
-       bio->bi_bdev = bdev;
-}
-#endif /* HAVE_BIO_SET_DEV */
-
-static inline void
-vdev_submit_bio(struct bio *bio)
-{
-       struct bio_list *bio_list = current->bio_list;
-       current->bio_list = NULL;
-       vdev_submit_bio_impl(bio);
-       current->bio_list = bio_list;
 }
 
 static int
-__vdev_disk_physio(struct block_device *bdev, zio_t *zio,
-    size_t io_size, uint64_t io_offset, int rw, int flags)
+vdev_classic_physio(zio_t *zio)
 {
+       vdev_t *v = zio->io_vd;
+       vdev_disk_t *vd = v->vdev_tsd;
+       struct block_device *bdev = BDH_BDEV(vd->vd_bdh);
+       size_t io_size = zio->io_size;
+       uint64_t io_offset = zio->io_offset;
+       int rw = zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ? READ : WRITE;
+       int flags = 0;
+
        dio_request_t *dr;
        uint64_t abd_offset;
        uint64_t bio_offset;
-       int bio_size, bio_count = 16;
-       int i = 0, error = 0;
+       int bio_size;
+       int bio_count = 16;
+       int error = 0;
        struct blk_plug plug;
+       unsigned short nr_vecs;
 
        /*
         * Accessing outside the block device is never allowed.
@@ -512,68 +1105,70 @@ __vdev_disk_physio(struct block_device *bdev, zio_t *zio,
        if (io_offset + io_size > bdev->bd_inode->i_size) {
                vdev_dbgmsg(zio->io_vd,
                    "Illegal access %llu size %llu, device size %llu",
-                   io_offset, io_size, i_size_read(bdev->bd_inode));
+                   (u_longlong_t)io_offset,
+                   (u_longlong_t)io_size,
+                   (u_longlong_t)i_size_read(bdev->bd_inode));
                return (SET_ERROR(EIO));
        }
 
 retry:
-       dr = vdev_disk_dio_alloc(bio_count);
-       if (dr == NULL)
-               return (SET_ERROR(ENOMEM));
+       dr = vdev_classic_dio_alloc(bio_count);
 
-       if (zio && !(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_RETRY | ZIO_FLAG_TRYHARD)))
-               bio_set_flags_failfast(bdev, &flags);
+       if (!(zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_RETRY | ZIO_FLAG_TRYHARD)) &&
+           zio->io_vd->vdev_failfast == B_TRUE) {
+               bio_set_flags_failfast(bdev, &flags, zfs_vdev_failfast_mask & 1,
+                   zfs_vdev_failfast_mask & 2, zfs_vdev_failfast_mask & 4);
+       }
 
        dr->dr_zio = zio;
 
        /*
-        * When the IO size exceeds the maximum bio size for the request
-        * queue we are forced to break the IO in multiple bio's and wait
-        * for them all to complete.  Ideally, all pool users will set
-        * their volume block size to match the maximum request size and
-        * the common case will be one bio per vdev IO request.
+        * Since bio's can have up to BIO_MAX_PAGES=256 iovec's, each of which
+        * is at least 512 bytes and at most PAGESIZE (typically 4K), one bio
+        * can cover at least 128KB and at most 1MB.  When the required number
+        * of iovec's exceeds this, we are forced to break the IO in multiple
+        * bio's and wait for them all to complete.  This is likely if the
+        * recordsize property is increased beyond 1MB.  The default
+        * bio_count=16 should typically accommodate the maximum-size zio of
+        * 16MB.
         */
 
        abd_offset = 0;
        bio_offset = io_offset;
-       bio_size   = io_size;
-       for (i = 0; i <= dr->dr_bio_count; i++) {
+       bio_size = io_size;
+       for (int i = 0; i <= dr->dr_bio_count; i++) {
 
                /* Finished constructing bio's for given buffer */
                if (bio_size <= 0)
                        break;
 
                /*
-                * By default only 'bio_count' bio's per dio are allowed.
-                * However, if we find ourselves in a situation where more
-                * are needed we allocate a larger dio and warn the user.
+                * If additional bio's are required, we have to retry, but
+                * this should be rare - see the comment above.
                 */
                if (dr->dr_bio_count == i) {
-                       vdev_disk_dio_free(dr);
+                       vdev_classic_dio_free(dr);
                        bio_count *= 2;
                        goto retry;
                }
 
-               /* bio_alloc() with __GFP_WAIT never returns NULL */
-               dr->dr_bio[i] = bio_alloc(GFP_NOIO,
-                   MIN(abd_nr_pages_off(zio->io_abd, bio_size, abd_offset),
-                   BIO_MAX_PAGES));
+               nr_vecs = vdev_classic_bio_max_segs(zio, bio_size, abd_offset);
+               dr->dr_bio[i] = vdev_bio_alloc(bdev, GFP_NOIO, nr_vecs);
                if (unlikely(dr->dr_bio[i] == NULL)) {
-                       vdev_disk_dio_free(dr);
+                       vdev_classic_dio_free(dr);
                        return (SET_ERROR(ENOMEM));
                }
 
-               /* Matching put called by vdev_disk_physio_completion */
-               vdev_disk_dio_get(dr);
+               /* Matching put called by vdev_classic_physio_completion */
+               vdev_classic_dio_get(dr);
 
-               bio_set_dev(dr->dr_bio[i], bdev);
                BIO_BI_SECTOR(dr->dr_bio[i]) = bio_offset >> 9;
-               dr->dr_bio[i]->bi_end_io = vdev_disk_physio_completion;
+               dr->dr_bio[i]->bi_end_io = vdev_classic_physio_completion;
                dr->dr_bio[i]->bi_private = dr;
                bio_set_op_attrs(dr->dr_bio[i], rw, flags);
 
                /* Remaining size is returned to become the new size */
-               bio_size = bio_map_abd_off(dr->dr_bio[i], zio->io_abd,
+               bio_size = abd_bio_map_off(dr->dr_bio[i], zio->io_abd,
                    bio_size, abd_offset);
 
                /* Advance in buffer and construct another bio if needed */
@@ -582,24 +1177,27 @@ retry:
        }
 
        /* Extra reference to protect dio_request during vdev_submit_bio */
-       vdev_disk_dio_get(dr);
+       vdev_classic_dio_get(dr);
 
        if (dr->dr_bio_count > 1)
                blk_start_plug(&plug);
 
        /* Submit all bio's associated with this dio */
-       for (i = 0; i < dr->dr_bio_count; i++)
+       for (int i = 0; i < dr->dr_bio_count; i++) {
                if (dr->dr_bio[i])
                        vdev_submit_bio(dr->dr_bio[i]);
+       }
 
        if (dr->dr_bio_count > 1)
                blk_finish_plug(&plug);
 
-       (void) vdev_disk_dio_put(dr);
+       vdev_classic_dio_put(dr);
 
        return (error);
 }
 
+/* ========== */
+
 BIO_END_IO_PROTO(vdev_disk_io_flush_completion, bio, error)
 {
        zio_t *zio = bio->bi_private;
@@ -629,14 +1227,12 @@ vdev_disk_io_flush(struct block_device *bdev, zio_t *zio)
        if (!q)
                return (SET_ERROR(ENXIO));
 
-       bio = bio_alloc(GFP_NOIO, 0);
-       /* bio_alloc() with __GFP_WAIT never returns NULL */
+       bio = vdev_bio_alloc(bdev, GFP_NOIO, 0);
        if (unlikely(bio == NULL))
                return (SET_ERROR(ENOMEM));
 
        bio->bi_end_io = vdev_disk_io_flush_completion;
        bio->bi_private = zio;
-       bio_set_dev(bio, bdev);
        bio_set_flush(bio);
        vdev_submit_bio(bio);
        invalidate_bdev(bdev);
@@ -644,13 +1240,80 @@ vdev_disk_io_flush(struct block_device *bdev, zio_t *zio)
        return (0);
 }
 
+#if defined(HAVE_BLKDEV_ISSUE_SECURE_ERASE) || \
+       defined(HAVE_BLKDEV_ISSUE_DISCARD_ASYNC)
+BIO_END_IO_PROTO(vdev_disk_discard_end_io, bio, error)
+{
+       zio_t *zio = bio->bi_private;
+#ifdef HAVE_1ARG_BIO_END_IO_T
+       zio->io_error = BIO_END_IO_ERROR(bio);
+#else
+       zio->io_error = -error;
+#endif
+       bio_put(bio);
+       if (zio->io_error)
+               vdev_disk_error(zio);
+       zio_interrupt(zio);
+}
+
+static int
+vdev_issue_discard_trim(zio_t *zio, unsigned long flags)
+{
+       int ret;
+       struct bio *bio = NULL;
+
+#if defined(BLKDEV_DISCARD_SECURE)
+       ret = - __blkdev_issue_discard(
+           BDH_BDEV(((vdev_disk_t *)zio->io_vd->vdev_tsd)->vd_bdh),
+           zio->io_offset >> 9, zio->io_size >> 9, GFP_NOFS, flags, &bio);
+#else
+       (void) flags;
+       ret = - __blkdev_issue_discard(
+           BDH_BDEV(((vdev_disk_t *)zio->io_vd->vdev_tsd)->vd_bdh),
+           zio->io_offset >> 9, zio->io_size >> 9, GFP_NOFS, &bio);
+#endif
+       if (!ret && bio) {
+               bio->bi_private = zio;
+               bio->bi_end_io = vdev_disk_discard_end_io;
+               vdev_submit_bio(bio);
+       }
+       return (ret);
+}
+#endif
+
+static int
+vdev_disk_io_trim(zio_t *zio)
+{
+       unsigned long trim_flags = 0;
+       if (zio->io_trim_flags & ZIO_TRIM_SECURE) {
+#if defined(HAVE_BLKDEV_ISSUE_SECURE_ERASE)
+               return (-blkdev_issue_secure_erase(
+                   BDH_BDEV(((vdev_disk_t *)zio->io_vd->vdev_tsd)->vd_bdh),
+                   zio->io_offset >> 9, zio->io_size >> 9, GFP_NOFS));
+#elif defined(BLKDEV_DISCARD_SECURE)
+               trim_flags |= BLKDEV_DISCARD_SECURE;
+#endif
+       }
+#if defined(HAVE_BLKDEV_ISSUE_SECURE_ERASE) || \
+       defined(HAVE_BLKDEV_ISSUE_DISCARD_ASYNC)
+       return (vdev_issue_discard_trim(zio, trim_flags));
+#elif defined(HAVE_BLKDEV_ISSUE_DISCARD)
+       return (-blkdev_issue_discard(
+           BDH_BDEV(((vdev_disk_t *)zio->io_vd->vdev_tsd)->vd_bdh),
+           zio->io_offset >> 9, zio->io_size >> 9, GFP_NOFS, trim_flags));
+#else
+#error "Unsupported kernel"
+#endif
+}
+
+int (*vdev_disk_io_rw_fn)(zio_t *zio) = NULL;
+
 static void
 vdev_disk_io_start(zio_t *zio)
 {
        vdev_t *v = zio->io_vd;
        vdev_disk_t *vd = v->vdev_tsd;
-       unsigned long trim_flags = 0;
-       int rw, error;
+       int error;
 
        /*
         * If the vdev is closed, it's likely in the REMOVED or FAULTED state.
@@ -668,7 +1331,7 @@ vdev_disk_io_start(zio_t *zio)
         * If the vdev is closed, it's likely due to a failed reopen and is
         * in the UNAVAIL state.  Nothing to be done here but return failure.
         */
-       if (vd->vd_bdev == NULL) {
+       if (vd->vd_bdh == NULL) {
                rw_exit(&vd->vd_lock);
                zio->io_error = ENXIO;
                zio_interrupt(zio);
@@ -696,7 +1359,7 @@ vdev_disk_io_start(zio_t *zio)
                                break;
                        }
 
-                       error = vdev_disk_io_flush(vd->vd_bdev, zio);
+                       error = vdev_disk_io_flush(BDH_BDEV(vd->vd_bdh), zio);
                        if (error == 0) {
                                rw_exit(&vd->vd_lock);
                                return;
@@ -713,44 +1376,46 @@ vdev_disk_io_start(zio_t *zio)
                rw_exit(&vd->vd_lock);
                zio_execute(zio);
                return;
-       case ZIO_TYPE_WRITE:
-               rw = WRITE;
-               break;
-
-       case ZIO_TYPE_READ:
-               rw = READ;
-               break;
 
        case ZIO_TYPE_TRIM:
-#if defined(BLKDEV_DISCARD_SECURE)
+               zio->io_error = vdev_disk_io_trim(zio);
+               rw_exit(&vd->vd_lock);
+#if defined(HAVE_BLKDEV_ISSUE_SECURE_ERASE)
                if (zio->io_trim_flags & ZIO_TRIM_SECURE)
-                       trim_flags |= BLKDEV_DISCARD_SECURE;
+                       zio_interrupt(zio);
+#elif defined(HAVE_BLKDEV_ISSUE_DISCARD)
+               zio_interrupt(zio);
 #endif
-               zio->io_error = -blkdev_issue_discard(vd->vd_bdev,
-                   zio->io_offset >> 9, zio->io_size >> 9, GFP_NOFS,
-                   trim_flags);
+               return;
 
+       case ZIO_TYPE_READ:
+       case ZIO_TYPE_WRITE:
+               zio->io_target_timestamp = zio_handle_io_delay(zio);
+               error = vdev_disk_io_rw_fn(zio);
                rw_exit(&vd->vd_lock);
-               zio_interrupt(zio);
+               if (error) {
+                       zio->io_error = error;
+                       zio_interrupt(zio);
+               }
                return;
 
        default:
+               /*
+                * Getting here means our parent vdev has made a very strange
+                * request of us, and shouldn't happen. Assert here to force a
+                * crash in dev builds, but in production return the IO
+                * unhandled. The pool will likely suspend anyway but that's
+                * nicer than crashing the kernel.
+                */
+               ASSERT3S(zio->io_type, ==, -1);
+
                rw_exit(&vd->vd_lock);
                zio->io_error = SET_ERROR(ENOTSUP);
                zio_interrupt(zio);
                return;
        }
 
-       zio->io_target_timestamp = zio_handle_io_delay(zio);
-       error = __vdev_disk_physio(vd->vd_bdev, zio,
-           zio->io_size, zio->io_offset, rw, 0);
-       rw_exit(&vd->vd_lock);
-
-       if (error) {
-               zio->io_error = error;
-               zio_interrupt(zio);
-               return;
-       }
+       __builtin_unreachable();
 }
 
 static void
@@ -765,8 +1430,8 @@ vdev_disk_io_done(zio_t *zio)
                vdev_t *v = zio->io_vd;
                vdev_disk_t *vd = v->vdev_tsd;
 
-               if (check_disk_change(vd->vd_bdev)) {
-                       invalidate_bdev(vd->vd_bdev);
+               if (!zfs_check_disk_status(BDH_BDEV(vd->vd_bdh))) {
+                       invalidate_bdev(BDH_BDEV(vd->vd_bdh));
                        v->vdev_remove_wanted = B_TRUE;
                        spa_async_request(zio->io_spa, SPA_ASYNC_REMOVE);
                }
@@ -799,10 +1464,55 @@ vdev_disk_rele(vdev_t *vd)
        /* XXX: Implement me as a vnode rele for the device */
 }
 
+/*
+ * BIO submission method. See comment above about vdev_classic.
+ * Set zfs_vdev_disk_classic=0 for new, =1 for classic
+ */
+static uint_t zfs_vdev_disk_classic = 0;       /* default new */
+
+/* Set submission function from module parameter */
+static int
+vdev_disk_param_set_classic(const char *buf, zfs_kernel_param_t *kp)
+{
+       int err = param_set_uint(buf, kp);
+       if (err < 0)
+               return (SET_ERROR(err));
+
+       vdev_disk_io_rw_fn =
+           zfs_vdev_disk_classic ? vdev_classic_physio : vdev_disk_io_rw;
+
+       printk(KERN_INFO "ZFS: forcing %s BIO submission\n",
+           zfs_vdev_disk_classic ? "classic" : "new");
+
+       return (0);
+}
+
+/*
+ * At first use vdev use, set the submission function from the default value if
+ * it hasn't been set already.
+ */
+static int
+vdev_disk_init(spa_t *spa, nvlist_t *nv, void **tsd)
+{
+       (void) spa;
+       (void) nv;
+       (void) tsd;
+
+       if (vdev_disk_io_rw_fn == NULL)
+               vdev_disk_io_rw_fn = zfs_vdev_disk_classic ?
+                   vdev_classic_physio : vdev_disk_io_rw;
+
+       return (0);
+}
+
 vdev_ops_t vdev_disk_ops = {
+       .vdev_op_init = vdev_disk_init,
+       .vdev_op_fini = NULL,
        .vdev_op_open = vdev_disk_open,
        .vdev_op_close = vdev_disk_close,
        .vdev_op_asize = vdev_default_asize,
+       .vdev_op_min_asize = vdev_default_min_asize,
+       .vdev_op_min_alloc = NULL,
        .vdev_op_io_start = vdev_disk_io_start,
        .vdev_op_io_done = vdev_disk_io_done,
        .vdev_op_state_change = NULL,
@@ -811,8 +1521,14 @@ vdev_ops_t vdev_disk_ops = {
        .vdev_op_rele = vdev_disk_rele,
        .vdev_op_remap = NULL,
        .vdev_op_xlate = vdev_default_xlate,
+       .vdev_op_rebuild_asize = NULL,
+       .vdev_op_metaslab_init = NULL,
+       .vdev_op_config_generate = NULL,
+       .vdev_op_nparity = NULL,
+       .vdev_op_ndisks = NULL,
        .vdev_op_type = VDEV_TYPE_DISK,         /* name of this vdev type */
-       .vdev_op_leaf = B_TRUE                  /* leaf vdev */
+       .vdev_op_leaf = B_TRUE,                 /* leaf vdev */
+       .vdev_op_kobj_evt_post = vdev_disk_kobj_evt_post
 };
 
 /*
@@ -833,7 +1549,60 @@ param_set_vdev_scheduler(const char *val, zfs_kernel_param_t *kp)
        return (error);
 }
 
-char *zfs_vdev_scheduler = "unused";
+static const char *zfs_vdev_scheduler = "unused";
 module_param_call(zfs_vdev_scheduler, param_set_vdev_scheduler,
     param_get_charp, &zfs_vdev_scheduler, 0644);
 MODULE_PARM_DESC(zfs_vdev_scheduler, "I/O scheduler");
+
+int
+param_set_min_auto_ashift(const char *buf, zfs_kernel_param_t *kp)
+{
+       uint_t val;
+       int error;
+
+       error = kstrtouint(buf, 0, &val);
+       if (error < 0)
+               return (SET_ERROR(error));
+
+       if (val < ASHIFT_MIN || val > zfs_vdev_max_auto_ashift)
+               return (SET_ERROR(-EINVAL));
+
+       error = param_set_uint(buf, kp);
+       if (error < 0)
+               return (SET_ERROR(error));
+
+       return (0);
+}
+
+int
+param_set_max_auto_ashift(const char *buf, zfs_kernel_param_t *kp)
+{
+       uint_t val;
+       int error;
+
+       error = kstrtouint(buf, 0, &val);
+       if (error < 0)
+               return (SET_ERROR(error));
+
+       if (val > ASHIFT_MAX || val < zfs_vdev_min_auto_ashift)
+               return (SET_ERROR(-EINVAL));
+
+       error = param_set_uint(buf, kp);
+       if (error < 0)
+               return (SET_ERROR(error));
+
+       return (0);
+}
+
+ZFS_MODULE_PARAM(zfs_vdev, zfs_vdev_, open_timeout_ms, UINT, ZMOD_RW,
+       "Timeout before determining that a device is missing");
+
+ZFS_MODULE_PARAM(zfs_vdev, zfs_vdev_, failfast_mask, UINT, ZMOD_RW,
+       "Defines failfast mask: 1 - device, 2 - transport, 4 - driver");
+
+ZFS_MODULE_PARAM(zfs_vdev_disk, zfs_vdev_disk_, max_segs, UINT, ZMOD_RW,
+       "Maximum number of data segments to add to an IO request (min 4)");
+
+ZFS_MODULE_PARAM_CALL(zfs_vdev_disk, zfs_vdev_disk_, classic,
+    vdev_disk_param_set_classic, param_get_uint, ZMOD_RD,
+       "Use classic BIO submission method");