]> git.proxmox.com Git - mirror_zfs.git/blobdiff - module/zfs/zio.c
Restrict kstats and print real pointers
[mirror_zfs.git] / module / zfs / zio.c
index c3b571e9a7e883d7ad8d5ff6375a47973814c9c5..016ac07eabd92eed09bff77ba6f9bed37612cf7d 100644 (file)
@@ -20,8 +20,9 @@
  */
 /*
  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
- * Copyright (c) 2011, 2017 by Delphix. All rights reserved.
+ * Copyright (c) 2011, 2018 by Delphix. All rights reserved.
  * Copyright (c) 2011 Nexenta Systems, Inc. All rights reserved.
+ * Copyright (c) 2017, Intel Corporation.
  */
 
 #include <sys/sysmacros.h>
@@ -31,6 +32,7 @@
 #include <sys/txg.h>
 #include <sys/spa_impl.h>
 #include <sys/vdev_impl.h>
+#include <sys/vdev_trim.h>
 #include <sys/zio_impl.h>
 #include <sys/zio_compress.h>
 #include <sys/zio_checksum.h>
@@ -45,6 +47,7 @@
 #include <sys/trace_zio.h>
 #include <sys/abd.h>
 #include <sys/dsl_crypt.h>
+#include <sys/cityhash.h>
 
 /*
  * ==========================================================================
@@ -56,10 +59,11 @@ const char *zio_type_name[ZIO_TYPES] = {
         * Note: Linux kernel thread name length is limited
         * so these names will differ from upstream open zfs.
         */
-       "z_null", "z_rd", "z_wr", "z_fr", "z_cl", "z_ioctl"
+       "z_null", "z_rd", "z_wr", "z_fr", "z_cl", "z_ioctl", "z_trim"
 };
 
 int zio_dva_throttle_enabled = B_TRUE;
+int zio_deadman_log_all = B_FALSE;
 
 /*
  * ==========================================================================
@@ -75,10 +79,8 @@ uint64_t zio_buf_cache_allocs[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
 uint64_t zio_buf_cache_frees[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
 #endif
 
-int zio_delay_max = ZIO_DELAY_MAX;
-
-#define        ZIO_PIPELINE_CONTINUE           0x100
-#define        ZIO_PIPELINE_STOP               0x101
+/* Mark IOs as "slow" if they take longer than 30 seconds */
+int zio_slow_io_ms = (30 * MILLISEC);
 
 #define        BP_SPANB(indblkshift, level) \
        (((uint64_t)1) << ((level) * ((indblkshift) - SPA_BLKPTRSHIFT)))
@@ -391,6 +393,9 @@ zio_decompress(zio_t *zio, abd_t *data, uint64_t size)
                    zio->io_abd, tmp, zio->io_size, size);
                abd_return_buf_copy(data, tmp, size);
 
+               if (zio_injection_enabled && ret == 0)
+                       ret = zio_handle_fault_injection(zio, EINVAL);
+
                if (ret != 0)
                        zio->io_error = SET_ERROR(EIO);
        }
@@ -402,6 +407,8 @@ zio_decrypt(zio_t *zio, abd_t *data, uint64_t size)
        int ret;
        void *tmp;
        blkptr_t *bp = zio->io_bp;
+       spa_t *spa = zio->io_spa;
+       uint64_t dsobj = zio->io_bookmark.zb_objset;
        uint64_t lsize = BP_GET_LSIZE(bp);
        dmu_object_type_t ot = BP_GET_TYPE(bp);
        uint8_t salt[ZIO_DATA_SALT_LEN];
@@ -447,6 +454,10 @@ zio_decrypt(zio_t *zio, abd_t *data, uint64_t size)
                }
                abd_copy(data, zio->io_abd, size);
 
+               if (zio_injection_enabled && ot != DMU_OT_DNODE && ret == 0) {
+                       ret = zio_handle_decrypt_injection(spa,
+                           &zio->io_bookmark, ot, ECKSUM);
+               }
                if (ret != 0)
                        goto error;
 
@@ -460,13 +471,16 @@ zio_decrypt(zio_t *zio, abd_t *data, uint64_t size)
         */
        if (BP_IS_AUTHENTICATED(bp)) {
                if (ot == DMU_OT_OBJSET) {
-                       ret = spa_do_crypt_objset_mac_abd(B_FALSE, zio->io_spa,
-                           zio->io_bookmark.zb_objset, zio->io_abd, size,
-                           BP_SHOULD_BYTESWAP(bp));
+                       ret = spa_do_crypt_objset_mac_abd(B_FALSE, spa,
+                           dsobj, zio->io_abd, size, BP_SHOULD_BYTESWAP(bp));
                } else {
                        zio_crypt_decode_mac_bp(bp, mac);
-                       ret = spa_do_crypt_mac_abd(B_FALSE, zio->io_spa,
-                           zio->io_bookmark.zb_objset, zio->io_abd, size, mac);
+                       ret = spa_do_crypt_mac_abd(B_FALSE, spa, dsobj,
+                           zio->io_abd, size, mac);
+                       if (zio_injection_enabled && ret == 0) {
+                               ret = zio_handle_decrypt_injection(spa,
+                                   &zio->io_bookmark, ot, ECKSUM);
+                       }
                }
                abd_copy(data, zio->io_abd, size);
 
@@ -486,9 +500,9 @@ zio_decrypt(zio_t *zio, abd_t *data, uint64_t size)
                zio_crypt_decode_mac_bp(bp, mac);
        }
 
-       ret = spa_do_crypt_abd(B_FALSE, zio->io_spa, zio->io_bookmark.zb_objset,
-           bp, bp->blk_birth, size, data, zio->io_abd, iv, mac, salt,
-           &no_crypt);
+       ret = spa_do_crypt_abd(B_FALSE, spa, &zio->io_bookmark, BP_GET_TYPE(bp),
+           BP_GET_DEDUP(bp), BP_SHOULD_BYTESWAP(bp), salt, iv, mac, size, data,
+           zio->io_abd, &no_crypt);
        if (no_crypt)
                abd_copy(data, zio->io_abd, size);
 
@@ -499,17 +513,18 @@ zio_decrypt(zio_t *zio, abd_t *data, uint64_t size)
 
 error:
        /* assert that the key was found unless this was speculative */
-       ASSERT(ret != ENOENT || (zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE));
+       ASSERT(ret != EACCES || (zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE));
 
        /*
         * If there was a decryption / authentication error return EIO as
         * the io_error. If this was not a speculative zio, create an ereport.
         */
        if (ret == ECKSUM) {
-               ret = SET_ERROR(EIO);
+               zio->io_error = SET_ERROR(EIO);
                if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE) == 0) {
+                       spa_log_error(spa, &zio->io_bookmark);
                        zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_AUTHENTICATION,
-                           zio->io_spa, NULL, &zio->io_bookmark, zio, 0, 0);
+                           spa, NULL, &zio->io_bookmark, zio, 0, 0);
                }
        } else {
                zio->io_error = ret;
@@ -614,27 +629,33 @@ zio_remove_child(zio_t *pio, zio_t *cio, zio_link_t *zl)
 }
 
 static boolean_t
-zio_wait_for_children(zio_t *zio, enum zio_child child, enum zio_wait_type wait)
+zio_wait_for_children(zio_t *zio, uint8_t childbits, enum zio_wait_type wait)
 {
-       uint64_t *countp = &zio->io_children[child][wait];
        boolean_t waiting = B_FALSE;
 
        mutex_enter(&zio->io_lock);
        ASSERT(zio->io_stall == NULL);
-       if (*countp != 0) {
-               zio->io_stage >>= 1;
-               ASSERT3U(zio->io_stage, !=, ZIO_STAGE_OPEN);
-               zio->io_stall = countp;
-               waiting = B_TRUE;
+       for (int c = 0; c < ZIO_CHILD_TYPES; c++) {
+               if (!(ZIO_CHILD_BIT_IS_SET(childbits, c)))
+                       continue;
+
+               uint64_t *countp = &zio->io_children[c][wait];
+               if (*countp != 0) {
+                       zio->io_stage >>= 1;
+                       ASSERT3U(zio->io_stage, !=, ZIO_STAGE_OPEN);
+                       zio->io_stall = countp;
+                       waiting = B_TRUE;
+                       break;
+               }
        }
        mutex_exit(&zio->io_lock);
-
        return (waiting);
 }
 
 __attribute__((always_inline))
 static inline void
-zio_notify_parent(zio_t *pio, zio_t *zio, enum zio_wait_type wait)
+zio_notify_parent(zio_t *pio, zio_t *zio, enum zio_wait_type wait,
+    zio_t **next_to_executep)
 {
        uint64_t *countp = &pio->io_children[zio->io_child_type][wait];
        int *errorp = &pio->io_child_error[zio->io_child_type];
@@ -653,13 +674,33 @@ zio_notify_parent(zio_t *pio, zio_t *zio, enum zio_wait_type wait)
                    ZIO_TASKQ_INTERRUPT;
                pio->io_stall = NULL;
                mutex_exit(&pio->io_lock);
+
                /*
-                * Dispatch the parent zio in its own taskq so that
-                * the child can continue to make progress. This also
-                * prevents overflowing the stack when we have deeply nested
-                * parent-child relationships.
+                * If we can tell the caller to execute this parent next, do
+                * so.  Otherwise dispatch the parent zio as its own task.
+                *
+                * Having the caller execute the parent when possible reduces
+                * locking on the zio taskq's, reduces context switch
+                * overhead, and has no recursion penalty.  Note that one
+                * read from disk typically causes at least 3 zio's: a
+                * zio_null(), the logical zio_read(), and then a physical
+                * zio.  When the physical ZIO completes, we are able to call
+                * zio_done() on all 3 of these zio's from one invocation of
+                * zio_execute() by returning the parent back to
+                * zio_execute().  Since the parent isn't executed until this
+                * thread returns back to zio_execute(), the caller should do
+                * so promptly.
+                *
+                * In other cases, dispatching the parent prevents
+                * overflowing the stack when we have deeply nested
+                * parent-child relationships, as we do with the "mega zio"
+                * of writes for spa_sync(), and the chain of ZIL blocks.
                 */
-               zio_taskq_dispatch(pio, type, B_FALSE);
+               if (next_to_executep != NULL && *next_to_executep == NULL) {
+                       *next_to_executep = pio;
+               } else {
+                       zio_taskq_dispatch(pio, type, B_FALSE);
+               }
        } else {
                mutex_exit(&pio->io_lock);
        }
@@ -721,7 +762,7 @@ zio_create(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
 {
        zio_t *zio;
 
-       ASSERT3U(psize, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
+       IMPLY(type != ZIO_TYPE_TRIM, psize <= SPA_MAXBLOCKSIZE);
        ASSERT(P2PHASE(psize, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
        ASSERT(P2PHASE(offset, SPA_MINBLOCKSIZE) == 0);
 
@@ -788,6 +829,8 @@ zio_create(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
                zio->io_bookmark = *zb;
 
        if (pio != NULL) {
+               if (zio->io_metaslab_class == NULL)
+                       zio->io_metaslab_class = pio->io_metaslab_class;
                if (zio->io_logical == NULL)
                        zio->io_logical = pio->io_logical;
                if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG)
@@ -863,6 +906,13 @@ zfs_blkptr_verify(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
                }
        }
 
+       /*
+        * Do not verify individual DVAs if the config is not trusted. This
+        * will be done once the zio is executed in vdev_mirror_map_alloc.
+        */
+       if (!spa->spa_trust_config)
+               return;
+
        /*
         * Pool-specific checks.
         *
@@ -913,6 +963,36 @@ zfs_blkptr_verify(spa_t *spa, const blkptr_t *bp)
        }
 }
 
+boolean_t
+zfs_dva_valid(spa_t *spa, const dva_t *dva, const blkptr_t *bp)
+{
+       uint64_t vdevid = DVA_GET_VDEV(dva);
+
+       if (vdevid >= spa->spa_root_vdev->vdev_children)
+               return (B_FALSE);
+
+       vdev_t *vd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[vdevid];
+       if (vd == NULL)
+               return (B_FALSE);
+
+       if (vd->vdev_ops == &vdev_hole_ops)
+               return (B_FALSE);
+
+       if (vd->vdev_ops == &vdev_missing_ops) {
+               return (B_FALSE);
+       }
+
+       uint64_t offset = DVA_GET_OFFSET(dva);
+       uint64_t asize = DVA_GET_ASIZE(dva);
+
+       if (BP_IS_GANG(bp))
+               asize = vdev_psize_to_asize(vd, SPA_GANGBLOCKSIZE);
+       if (offset + asize > vd->vdev_asize)
+               return (B_FALSE);
+
+       return (B_TRUE);
+}
+
 zio_t *
 zio_read(zio_t *pio, spa_t *spa, const blkptr_t *bp,
     abd_t *data, uint64_t size, zio_done_func_t *done, void *private,
@@ -1013,6 +1093,8 @@ void
 zio_free(spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp)
 {
 
+       zfs_blkptr_verify(spa, bp);
+
        /*
         * The check for EMBEDDED is a performance optimization.  We
         * process the free here (by ignoring it) rather than
@@ -1076,7 +1158,7 @@ zio_claim(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
 {
        zio_t *zio;
 
-       dprintf_bp(bp, "claiming in txg %llu", txg);
+       zfs_blkptr_verify(spa, bp);
 
        if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
                return (zio_null(pio, spa, NULL, NULL, NULL, 0));
@@ -1093,8 +1175,9 @@ zio_claim(zio_t *pio, spa_t *spa, uint64_t txg, const blkptr_t *bp,
         * starts allocating blocks -- so that nothing is allocated twice.
         * If txg == 0 we just verify that the block is claimable.
         */
-       ASSERT3U(spa->spa_uberblock.ub_rootbp.blk_birth, <, spa_first_txg(spa));
-       ASSERT(txg == spa_first_txg(spa) || txg == 0);
+       ASSERT3U(spa->spa_uberblock.ub_rootbp.blk_birth, <,
+           spa_min_claim_txg(spa));
+       ASSERT(txg == spa_min_claim_txg(spa) || txg == 0);
        ASSERT(!BP_GET_DEDUP(bp) || !spa_writeable(spa));       /* zdb(1M) */
 
        zio = zio_create(pio, spa, txg, bp, NULL, BP_GET_PSIZE(bp),
@@ -1129,6 +1212,26 @@ zio_ioctl(zio_t *pio, spa_t *spa, vdev_t *vd, int cmd,
        return (zio);
 }
 
+zio_t *
+zio_trim(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
+    zio_done_func_t *done, void *private, zio_priority_t priority,
+    enum zio_flag flags, enum trim_flag trim_flags)
+{
+       zio_t *zio;
+
+       ASSERT0(vd->vdev_children);
+       ASSERT0(P2PHASE(offset, 1ULL << vd->vdev_ashift));
+       ASSERT0(P2PHASE(size, 1ULL << vd->vdev_ashift));
+       ASSERT3U(size, !=, 0);
+
+       zio = zio_create(pio, vd->vdev_spa, 0, NULL, NULL, size, size, done,
+           private, ZIO_TYPE_TRIM, priority, flags | ZIO_FLAG_PHYSICAL,
+           vd, offset, NULL, ZIO_STAGE_OPEN, ZIO_TRIM_PIPELINE);
+       zio->io_trim_flags = trim_flags;
+
+       return (zio);
+}
+
 zio_t *
 zio_read_phys(zio_t *pio, vdev_t *vd, uint64_t offset, uint64_t size,
     abd_t *data, int checksum, zio_done_func_t *done, void *private,
@@ -1195,8 +1298,15 @@ zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
        enum zio_stage pipeline = ZIO_VDEV_CHILD_PIPELINE;
        zio_t *zio;
 
-       ASSERT(vd->vdev_parent ==
-           (pio->io_vd ? pio->io_vd : pio->io_spa->spa_root_vdev));
+       /*
+        * vdev child I/Os do not propagate their error to the parent.
+        * Therefore, for correct operation the caller *must* check for
+        * and handle the error in the child i/o's done callback.
+        * The only exceptions are i/os that we don't care about
+        * (OPTIONAL or REPAIR).
+        */
+       ASSERT((flags & ZIO_FLAG_OPTIONAL) || (flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) ||
+           done != NULL);
 
        if (type == ZIO_TYPE_READ && bp != NULL) {
                /*
@@ -1209,10 +1319,12 @@ zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
                pio->io_pipeline &= ~ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY;
        }
 
-       if (vd->vdev_children == 0)
+       if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
+               ASSERT0(vd->vdev_children);
                offset += VDEV_LABEL_START_SIZE;
+       }
 
-       flags |= ZIO_VDEV_CHILD_FLAGS(pio) | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
+       flags |= ZIO_VDEV_CHILD_FLAGS(pio);
 
        /*
         * If we've decided to do a repair, the write is not speculative --
@@ -1229,9 +1341,8 @@ zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
         */
        if (flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING &&
            (vd != vd->vdev_top || (flags & ZIO_FLAG_IO_RETRY))) {
-               ASSERTV(metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(pio->io_spa));
-
-               ASSERT(mc->mc_alloc_throttle_enabled);
+               ASSERT(pio->io_metaslab_class != NULL);
+               ASSERT(pio->io_metaslab_class->mc_alloc_throttle_enabled);
                ASSERT(type == ZIO_TYPE_WRITE);
                ASSERT(priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
                ASSERT(!(flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR));
@@ -1256,7 +1367,7 @@ zio_vdev_child_io(zio_t *pio, blkptr_t *bp, vdev_t *vd, uint64_t offset,
 
 zio_t *
 zio_vdev_delegated_io(vdev_t *vd, uint64_t offset, abd_t *data, uint64_t size,
-    int type, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
+    zio_type_t type, zio_priority_t priority, enum zio_flag flags,
     zio_done_func_t *done, void *private)
 {
        zio_t *zio;
@@ -1306,13 +1417,15 @@ zio_shrink(zio_t *zio, uint64_t size)
  * ==========================================================================
  */
 
-static int
+static zio_t *
 zio_read_bp_init(zio_t *zio)
 {
        blkptr_t *bp = zio->io_bp;
        uint64_t psize =
            BP_IS_EMBEDDED(bp) ? BPE_GET_PSIZE(bp) : BP_GET_PSIZE(bp);
 
+       ASSERT3P(zio->io_bp, ==, &zio->io_bp_copy);
+
        if (BP_GET_COMPRESS(bp) != ZIO_COMPRESS_OFF &&
            zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL &&
            !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW_COMPRESS)) {
@@ -1336,6 +1449,7 @@ zio_read_bp_init(zio_t *zio)
                abd_return_buf_copy(zio->io_abd, data, psize);
        } else {
                ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
+               ASSERT3P(zio->io_bp, ==, &zio->io_bp_copy);
        }
 
        if (!DMU_OT_IS_METADATA(BP_GET_TYPE(bp)) && BP_GET_LEVEL(bp) == 0)
@@ -1347,14 +1461,14 @@ zio_read_bp_init(zio_t *zio)
        if (BP_GET_DEDUP(bp) && zio->io_child_type == ZIO_CHILD_LOGICAL)
                zio->io_pipeline = ZIO_DDT_READ_PIPELINE;
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_write_bp_init(zio_t *zio)
 {
        if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               return (zio);
 
        ASSERT(zio->io_child_type != ZIO_CHILD_DDT);
 
@@ -1369,7 +1483,7 @@ zio_write_bp_init(zio_t *zio)
                zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
 
                if (BP_IS_EMBEDDED(bp))
-                       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+                       return (zio);
 
                /*
                 * If we've been overridden and nopwrite is set then
@@ -1380,13 +1494,13 @@ zio_write_bp_init(zio_t *zio)
                        ASSERT(!zp->zp_dedup);
                        ASSERT3U(BP_GET_CHECKSUM(bp), ==, zp->zp_checksum);
                        zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
-                       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+                       return (zio);
                }
 
                ASSERT(!zp->zp_nopwrite);
 
                if (BP_IS_HOLE(bp) || !zp->zp_dedup)
-                       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+                       return (zio);
 
                ASSERT((zio_checksum_table[zp->zp_checksum].ci_flags &
                    ZCHECKSUM_FLAG_DEDUP) || zp->zp_dedup_verify);
@@ -1395,7 +1509,7 @@ zio_write_bp_init(zio_t *zio)
                    !zp->zp_encrypt) {
                        BP_SET_DEDUP(bp, 1);
                        zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_DDT_WRITE;
-                       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+                       return (zio);
                }
 
                /*
@@ -1407,10 +1521,10 @@ zio_write_bp_init(zio_t *zio)
                zio->io_pipeline = zio->io_orig_pipeline;
        }
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_write_compress(zio_t *zio)
 {
        spa_t *spa = zio->io_spa;
@@ -1425,12 +1539,13 @@ zio_write_compress(zio_t *zio)
         * If our children haven't all reached the ready stage,
         * wait for them and then repeat this pipeline stage.
         */
-       if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
-           zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_READY))
-               return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+       if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL_BIT |
+           ZIO_CHILD_GANG_BIT, ZIO_WAIT_READY)) {
+               return (NULL);
+       }
 
        if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               return (zio);
 
        if (zio->io_children_ready != NULL) {
                /*
@@ -1491,7 +1606,7 @@ zio_write_compress(zio_t *zio)
                        zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
                        ASSERT(spa_feature_is_active(spa,
                            SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
-                       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+                       return (zio);
                } else {
                        /*
                         * Round up compressed size up to the ashift
@@ -1526,9 +1641,21 @@ zio_write_compress(zio_t *zio)
                *bp = zio->io_bp_orig;
                zio->io_pipeline = zio->io_orig_pipeline;
 
+       } else if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW_ENCRYPT) != 0 &&
+           zp->zp_type == DMU_OT_DNODE) {
+               /*
+                * The DMU actually relies on the zio layer's compression
+                * to free metadnode blocks that have had all contained
+                * dnodes freed. As a result, even when doing a raw
+                * receive, we must check whether the block can be compressed
+                * to a hole.
+                */
+               psize = zio_compress_data(ZIO_COMPRESS_EMPTY,
+                   zio->io_abd, NULL, lsize);
+               if (psize == 0)
+                       compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
        } else {
                ASSERT3U(psize, !=, 0);
-
        }
 
        /*
@@ -1542,8 +1669,9 @@ zio_write_compress(zio_t *zio)
        if (!BP_IS_HOLE(bp) && bp->blk_birth == zio->io_txg &&
            BP_GET_PSIZE(bp) == psize &&
            pass >= zfs_sync_pass_rewrite) {
-               ASSERT(psize != 0);
+               VERIFY3U(psize, !=, 0);
                enum zio_stage gang_stages = zio->io_pipeline & ZIO_GANG_STAGES;
+
                zio->io_pipeline = ZIO_REWRITE_PIPELINE | gang_stages;
                zio->io_flags |= ZIO_FLAG_IO_REWRITE;
        } else {
@@ -1583,10 +1711,10 @@ zio_write_compress(zio_t *zio)
                        zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_NOP_WRITE;
                }
        }
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_free_bp_init(zio_t *zio)
 {
        blkptr_t *bp = zio->io_bp;
@@ -1596,7 +1724,9 @@ zio_free_bp_init(zio_t *zio)
                        zio->io_pipeline = ZIO_DDT_FREE_PIPELINE;
        }
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       ASSERT3P(zio->io_bp, ==, &zio->io_bp_copy);
+
+       return (zio);
 }
 
 /*
@@ -1630,7 +1760,8 @@ zio_taskq_dispatch(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q, boolean_t cutinline)
         * If this is a high priority I/O, then use the high priority taskq if
         * available.
         */
-       if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW &&
+       if ((zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_NOW ||
+           zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE) &&
            spa->spa_zio_taskq[t][q + 1].stqs_count != 0)
                q++;
 
@@ -1664,12 +1795,12 @@ zio_taskq_member(zio_t *zio, zio_taskq_type_t q)
        return (B_FALSE);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_issue_async(zio_t *zio)
 {
        zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
 
-       return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+       return (NULL);
 }
 
 void
@@ -1724,6 +1855,7 @@ zio_delay_interrupt(zio_t *zio)
                        if (NSEC_TO_TICK(diff) == 0) {
                                /* Our delay is less than a jiffy - just spin */
                                zfs_sleep_until(zio->io_target_timestamp);
+                               zio_interrupt(zio);
                        } else {
                                /*
                                 * Use taskq_dispatch_delay() in the place of
@@ -1748,6 +1880,80 @@ zio_delay_interrupt(zio_t *zio)
        zio_interrupt(zio);
 }
 
+static void
+zio_deadman_impl(zio_t *pio, int ziodepth)
+{
+       zio_t *cio, *cio_next;
+       zio_link_t *zl = NULL;
+       vdev_t *vd = pio->io_vd;
+
+       if (zio_deadman_log_all || (vd != NULL && vd->vdev_ops->vdev_op_leaf)) {
+               vdev_queue_t *vq = vd ? &vd->vdev_queue : NULL;
+               zbookmark_phys_t *zb = &pio->io_bookmark;
+               uint64_t delta = gethrtime() - pio->io_timestamp;
+               uint64_t failmode = spa_get_deadman_failmode(pio->io_spa);
+
+               zfs_dbgmsg("slow zio[%d]: zio=%px timestamp=%llu "
+                   "delta=%llu queued=%llu io=%llu "
+                   "path=%s last=%llu "
+                   "type=%d priority=%d flags=0x%x "
+                   "stage=0x%x pipeline=0x%x pipeline-trace=0x%x "
+                   "objset=%llu object=%llu level=%llu blkid=%llu "
+                   "offset=%llu size=%llu error=%d",
+                   ziodepth, pio, pio->io_timestamp,
+                   delta, pio->io_delta, pio->io_delay,
+                   vd ? vd->vdev_path : "NULL", vq ? vq->vq_io_complete_ts : 0,
+                   pio->io_type, pio->io_priority, pio->io_flags,
+                   pio->io_stage, pio->io_pipeline, pio->io_pipeline_trace,
+                   zb->zb_objset, zb->zb_object, zb->zb_level, zb->zb_blkid,
+                   pio->io_offset, pio->io_size, pio->io_error);
+               zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DEADMAN,
+                   pio->io_spa, vd, zb, pio, 0, 0);
+
+               if (failmode == ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE &&
+                   taskq_empty_ent(&pio->io_tqent)) {
+                       zio_interrupt(pio);
+               }
+       }
+
+       mutex_enter(&pio->io_lock);
+       for (cio = zio_walk_children(pio, &zl); cio != NULL; cio = cio_next) {
+               cio_next = zio_walk_children(pio, &zl);
+               zio_deadman_impl(cio, ziodepth + 1);
+       }
+       mutex_exit(&pio->io_lock);
+}
+
+/*
+ * Log the critical information describing this zio and all of its children
+ * using the zfs_dbgmsg() interface then post deadman event for the ZED.
+ */
+void
+zio_deadman(zio_t *pio, char *tag)
+{
+       spa_t *spa = pio->io_spa;
+       char *name = spa_name(spa);
+
+       if (!zfs_deadman_enabled || spa_suspended(spa))
+               return;
+
+       zio_deadman_impl(pio, 0);
+
+       switch (spa_get_deadman_failmode(spa)) {
+       case ZIO_FAILURE_MODE_WAIT:
+               zfs_dbgmsg("%s waiting for hung I/O to pool '%s'", tag, name);
+               break;
+
+       case ZIO_FAILURE_MODE_CONTINUE:
+               zfs_dbgmsg("%s restarting hung I/O for pool '%s'", tag, name);
+               break;
+
+       case ZIO_FAILURE_MODE_PANIC:
+               fm_panic("%s determined I/O to pool '%s' is hung.", tag, name);
+               break;
+       }
+}
+
 /*
  * Execute the I/O pipeline until one of the following occurs:
  * (1) the I/O completes; (2) the pipeline stalls waiting for
@@ -1810,14 +2016,13 @@ __attribute__((always_inline))
 static inline void
 __zio_execute(zio_t *zio)
 {
-       zio->io_executor = curthread;
-
        ASSERT3U(zio->io_queued_timestamp, >, 0);
 
        while (zio->io_stage < ZIO_STAGE_DONE) {
                enum zio_stage pipeline = zio->io_pipeline;
                enum zio_stage stage = zio->io_stage;
-               int rv;
+
+               zio->io_executor = curthread;
 
                ASSERT(!MUTEX_HELD(&zio->io_lock));
                ASSERT(ISP2(stage));
@@ -1859,12 +2064,16 @@ __zio_execute(zio_t *zio)
 
                zio->io_stage = stage;
                zio->io_pipeline_trace |= zio->io_stage;
-               rv = zio_pipeline[highbit64(stage) - 1](zio);
 
-               if (rv == ZIO_PIPELINE_STOP)
-                       return;
+               /*
+                * The zio pipeline stage returns the next zio to execute
+                * (typically the same as this one), or NULL if we should
+                * stop.
+                */
+               zio = zio_pipeline[highbit64(stage) - 1](zio);
 
-               ASSERT(rv == ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               if (zio == NULL)
+                       return;
        }
 }
 
@@ -1877,6 +2086,7 @@ __zio_execute(zio_t *zio)
 int
 zio_wait(zio_t *zio)
 {
+       long timeout = MSEC_TO_TICK(zfs_deadman_ziotime_ms);
        int error;
 
        ASSERT3S(zio->io_stage, ==, ZIO_STAGE_OPEN);
@@ -1889,8 +2099,19 @@ zio_wait(zio_t *zio)
        __zio_execute(zio);
 
        mutex_enter(&zio->io_lock);
-       while (zio->io_executor != NULL)
-               cv_wait_io(&zio->io_cv, &zio->io_lock);
+       while (zio->io_executor != NULL) {
+               error = cv_timedwait_io(&zio->io_cv, &zio->io_lock,
+                   ddi_get_lbolt() + timeout);
+
+               if (zfs_deadman_enabled && error == -1 &&
+                   gethrtime() - zio->io_queued_timestamp >
+                   spa_deadman_ziotime(zio->io_spa)) {
+                       mutex_exit(&zio->io_lock);
+                       timeout = MSEC_TO_TICK(zfs_deadman_checktime_ms);
+                       zio_deadman(zio, FTAG);
+                       mutex_enter(&zio->io_lock);
+               }
+       }
        mutex_exit(&zio->io_lock);
 
        error = zio->io_error;
@@ -1988,21 +2209,7 @@ zio_reexecute(zio_t *pio)
 }
 
 void
-zio_cancel(zio_t *zio)
-{
-       /*
-        * Disallow cancellation of a zio that's already been issued.
-        */
-       VERIFY3P(zio->io_executor, ==, NULL);
-
-       zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
-       zio->io_done = NULL;
-
-       zio_nowait(zio);
-}
-
-void
-zio_suspend(spa_t *spa, zio_t *zio)
+zio_suspend(spa_t *spa, zio_t *zio, zio_suspend_reason_t reason)
 {
        if (spa_get_failmode(spa) == ZIO_FAILURE_MODE_PANIC)
                fm_panic("Pool '%s' has encountered an uncorrectable I/O "
@@ -2022,7 +2229,7 @@ zio_suspend(spa_t *spa, zio_t *zio)
                    ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE |
                    ZIO_FLAG_GODFATHER);
 
-       spa->spa_suspended = B_TRUE;
+       spa->spa_suspended = reason;
 
        if (zio != NULL) {
                ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
@@ -2045,7 +2252,7 @@ zio_resume(spa_t *spa)
         * Reexecute all previously suspended i/o.
         */
        mutex_enter(&spa->spa_suspend_lock);
-       spa->spa_suspended = B_FALSE;
+       spa->spa_suspended = ZIO_SUSPEND_NONE;
        cv_broadcast(&spa->spa_suspend_cv);
        pio = spa->spa_suspend_zio_root;
        spa->spa_suspend_zio_root = NULL;
@@ -2350,7 +2557,7 @@ zio_gang_tree_issue(zio_t *pio, zio_gang_node_t *gn, blkptr_t *bp, abd_t *data,
                zio_nowait(zio);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_gang_assemble(zio_t *zio)
 {
        blkptr_t *bp = zio->io_bp;
@@ -2362,16 +2569,17 @@ zio_gang_assemble(zio_t *zio)
 
        zio_gang_tree_assemble(zio, bp, &zio->io_gang_tree);
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_gang_issue(zio_t *zio)
 {
        blkptr_t *bp = zio->io_bp;
 
-       if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE))
-               return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+       if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG_BIT, ZIO_WAIT_DONE)) {
+               return (NULL);
+       }
 
        ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == zio);
        ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
@@ -2384,7 +2592,7 @@ zio_gang_issue(zio_t *zio)
 
        zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 static void
@@ -2420,10 +2628,16 @@ zio_write_gang_member_ready(zio_t *zio)
 static void
 zio_write_gang_done(zio_t *zio)
 {
-       abd_put(zio->io_abd);
+       /*
+        * The io_abd field will be NULL for a zio with no data.  The io_flags
+        * will initially have the ZIO_FLAG_NODATA bit flag set, but we can't
+        * check for it here as it is cleared in zio_ready.
+        */
+       if (zio->io_abd != NULL)
+               abd_put(zio->io_abd);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_write_gang_block(zio_t *pio)
 {
        spa_t *spa = pio->io_spa;
@@ -2441,6 +2655,7 @@ zio_write_gang_block(zio_t *pio)
        int gbh_copies;
        zio_prop_t zp;
        int error;
+       boolean_t has_data = !(pio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA);
 
        /*
         * encrypted blocks need DVA[2] free so encrypted gang headers can't
@@ -2453,10 +2668,11 @@ zio_write_gang_block(zio_t *pio)
        int flags = METASLAB_HINTBP_FAVOR | METASLAB_GANG_HEADER;
        if (pio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING) {
                ASSERT(pio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
-               ASSERT(!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA));
+               ASSERT(has_data);
 
                flags |= METASLAB_ASYNC_ALLOC;
-               VERIFY(refcount_held(&mc->mc_alloc_slots, pio));
+               VERIFY(zfs_refcount_held(&mc->mc_alloc_slots[pio->io_allocator],
+                   pio));
 
                /*
                 * The logical zio has already placed a reservation for
@@ -2467,16 +2683,16 @@ zio_write_gang_block(zio_t *pio)
                 * additional reservations for gang blocks.
                 */
                VERIFY(metaslab_class_throttle_reserve(mc, gbh_copies - copies,
-                   pio, flags));
+                   pio->io_allocator, pio, flags));
        }
 
        error = metaslab_alloc(spa, mc, SPA_GANGBLOCKSIZE,
            bp, gbh_copies, txg, pio == gio ? NULL : gio->io_bp, flags,
-           &pio->io_alloc_list, pio);
+           &pio->io_alloc_list, pio, pio->io_allocator);
        if (error) {
                if (pio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING) {
                        ASSERT(pio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
-                       ASSERT(!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA));
+                       ASSERT(has_data);
 
                        /*
                         * If we failed to allocate the gang block header then
@@ -2486,11 +2702,11 @@ zio_write_gang_block(zio_t *pio)
                         * stage.
                         */
                        metaslab_class_throttle_unreserve(mc,
-                           gbh_copies - copies, pio);
+                           gbh_copies - copies, pio->io_allocator, pio);
                }
 
                pio->io_error = error;
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               return (pio);
        }
 
        if (pio == gio) {
@@ -2535,14 +2751,15 @@ zio_write_gang_block(zio_t *pio)
                bzero(zp.zp_mac, ZIO_DATA_MAC_LEN);
 
                zio_t *cio = zio_write(zio, spa, txg, &gbh->zg_blkptr[g],
-                   abd_get_offset(pio->io_abd, pio->io_size - resid), lsize,
-                   lsize, &zp, zio_write_gang_member_ready, NULL, NULL,
+                   has_data ? abd_get_offset(pio->io_abd, pio->io_size -
+                   resid) : NULL, lsize, lsize, &zp,
+                   zio_write_gang_member_ready, NULL, NULL,
                    zio_write_gang_done, &gn->gn_child[g], pio->io_priority,
                    ZIO_GANG_CHILD_FLAGS(pio), &pio->io_bookmark);
 
                if (pio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING) {
                        ASSERT(pio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
-                       ASSERT(!(pio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA));
+                       ASSERT(has_data);
 
                        /*
                         * Gang children won't throttle but we should
@@ -2550,7 +2767,7 @@ zio_write_gang_block(zio_t *pio)
                         * slot for them here.
                         */
                        VERIFY(metaslab_class_throttle_reserve(mc,
-                           zp.zp_copies, cio, flags));
+                           zp.zp_copies, cio->io_allocator, cio, flags));
                }
                zio_nowait(cio);
        }
@@ -2567,7 +2784,7 @@ zio_write_gang_block(zio_t *pio)
 
        zio_nowait(zio);
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (pio);
 }
 
 /*
@@ -2588,7 +2805,7 @@ zio_write_gang_block(zio_t *pio)
  * used for nopwrite, assuming that the salt and the checksums
  * themselves remain secret.
  */
-static int
+static zio_t *
 zio_nop_write(zio_t *zio)
 {
        blkptr_t *bp = zio->io_bp;
@@ -2616,7 +2833,7 @@ zio_nop_write(zio_t *zio)
            BP_GET_COMPRESS(bp) != BP_GET_COMPRESS(bp_orig) ||
            BP_GET_DEDUP(bp) != BP_GET_DEDUP(bp_orig) ||
            zp->zp_copies != BP_GET_NDVAS(bp_orig))
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               return (zio);
 
        /*
         * If the checksums match then reset the pipeline so that we
@@ -2636,7 +2853,7 @@ zio_nop_write(zio_t *zio)
                zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
        }
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 /*
@@ -2664,7 +2881,7 @@ zio_ddt_child_read_done(zio_t *zio)
        mutex_exit(&pio->io_lock);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
 {
        blkptr_t *bp = zio->io_bp;
@@ -2684,7 +2901,7 @@ zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
                zio->io_vsd = dde;
 
                if (ddp_self == NULL)
-                       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+                       return (zio);
 
                for (int p = 0; p < DDT_PHYS_TYPES; p++, ddp++) {
                        if (ddp->ddp_phys_birth == 0 || ddp == ddp_self)
@@ -2697,23 +2914,24 @@ zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
                            zio->io_priority, ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio) |
                            ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE, &zio->io_bookmark));
                }
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               return (zio);
        }
 
        zio_nowait(zio_read(zio, zio->io_spa, bp,
            zio->io_abd, zio->io_size, NULL, NULL, zio->io_priority,
            ZIO_DDT_CHILD_FLAGS(zio), &zio->io_bookmark));
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
 {
        blkptr_t *bp = zio->io_bp;
 
-       if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE))
-               return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+       if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT_BIT, ZIO_WAIT_DONE)) {
+               return (NULL);
+       }
 
        ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
        ASSERT(BP_GET_PSIZE(bp) == zio->io_size);
@@ -2724,12 +2942,12 @@ zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
                ddt_entry_t *dde = zio->io_vsd;
                if (ddt == NULL) {
                        ASSERT(spa_load_state(zio->io_spa) != SPA_LOAD_NONE);
-                       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+                       return (zio);
                }
                if (dde == NULL) {
                        zio->io_stage = ZIO_STAGE_DDT_READ_START >> 1;
                        zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_FALSE);
-                       return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+                       return (NULL);
                }
                if (dde->dde_repair_abd != NULL) {
                        abd_copy(zio->io_abd, dde->dde_repair_abd,
@@ -2742,7 +2960,7 @@ zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
 
        ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 static boolean_t
@@ -2921,7 +3139,7 @@ zio_ddt_ditto_write_done(zio_t *zio)
        ddt_exit(ddt);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_ddt_write(zio_t *zio)
 {
        spa_t *spa = zio->io_spa;
@@ -2963,7 +3181,7 @@ zio_ddt_write(zio_t *zio)
                }
                zio->io_pipeline = ZIO_WRITE_PIPELINE;
                ddt_exit(ddt);
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               return (zio);
        }
 
        ditto_copies = ddt_ditto_copies_needed(ddt, dde, ddp);
@@ -2989,7 +3207,7 @@ zio_ddt_write(zio_t *zio)
                        zio->io_bp_override = NULL;
                        BP_ZERO(bp);
                        ddt_exit(ddt);
-                       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+                       return (zio);
                }
 
                dio = zio_write(zio, spa, txg, bp, zio->io_orig_abd,
@@ -3031,12 +3249,12 @@ zio_ddt_write(zio_t *zio)
        if (dio)
                zio_nowait(dio);
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 ddt_entry_t *freedde; /* for debugging */
 
-static int
+static zio_t *
 zio_ddt_free(zio_t *zio)
 {
        spa_t *spa = zio->io_spa;
@@ -3057,7 +3275,7 @@ zio_ddt_free(zio_t *zio)
        }
        ddt_exit(ddt);
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 /*
@@ -3067,13 +3285,13 @@ zio_ddt_free(zio_t *zio)
  */
 
 static zio_t *
-zio_io_to_allocate(spa_t *spa)
+zio_io_to_allocate(spa_t *spa, int allocator)
 {
        zio_t *zio;
 
-       ASSERT(MUTEX_HELD(&spa->spa_alloc_lock));
+       ASSERT(MUTEX_HELD(&spa->spa_alloc_locks[allocator]));
 
-       zio = avl_first(&spa->spa_alloc_tree);
+       zio = avl_first(&spa->spa_alloc_trees[allocator]);
        if (zio == NULL)
                return (NULL);
 
@@ -3083,28 +3301,34 @@ zio_io_to_allocate(spa_t *spa)
         * Try to place a reservation for this zio. If we're unable to
         * reserve then we throttle.
         */
-       if (!metaslab_class_throttle_reserve(spa_normal_class(spa),
-           zio->io_prop.zp_copies, zio, 0)) {
+       ASSERT3U(zio->io_allocator, ==, allocator);
+       if (!metaslab_class_throttle_reserve(zio->io_metaslab_class,
+           zio->io_prop.zp_copies, zio->io_allocator, zio, 0)) {
                return (NULL);
        }
 
-       avl_remove(&spa->spa_alloc_tree, zio);
+       avl_remove(&spa->spa_alloc_trees[allocator], zio);
        ASSERT3U(zio->io_stage, <, ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE);
 
        return (zio);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_dva_throttle(zio_t *zio)
 {
        spa_t *spa = zio->io_spa;
        zio_t *nio;
+       metaslab_class_t *mc;
+
+       /* locate an appropriate allocation class */
+       mc = spa_preferred_class(spa, zio->io_size, zio->io_prop.zp_type,
+           zio->io_prop.zp_level, zio->io_prop.zp_zpl_smallblk);
 
        if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE ||
-           !spa_normal_class(zio->io_spa)->mc_alloc_throttle_enabled ||
+           !mc->mc_alloc_throttle_enabled ||
            zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG ||
            zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               return (zio);
        }
 
        ASSERT(zio->io_child_type > ZIO_CHILD_GANG);
@@ -3112,40 +3336,33 @@ zio_dva_throttle(zio_t *zio)
        ASSERT3U(zio->io_queued_timestamp, >, 0);
        ASSERT(zio->io_stage == ZIO_STAGE_DVA_THROTTLE);
 
-       mutex_enter(&spa->spa_alloc_lock);
-
+       zbookmark_phys_t *bm = &zio->io_bookmark;
+       /*
+        * We want to try to use as many allocators as possible to help improve
+        * performance, but we also want logically adjacent IOs to be physically
+        * adjacent to improve sequential read performance. We chunk each object
+        * into 2^20 block regions, and then hash based on the objset, object,
+        * level, and region to accomplish both of these goals.
+        */
+       zio->io_allocator = cityhash4(bm->zb_objset, bm->zb_object,
+           bm->zb_level, bm->zb_blkid >> 20) % spa->spa_alloc_count;
+       mutex_enter(&spa->spa_alloc_locks[zio->io_allocator]);
        ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
-       avl_add(&spa->spa_alloc_tree, zio);
-
-       nio = zio_io_to_allocate(zio->io_spa);
-       mutex_exit(&spa->spa_alloc_lock);
-
-       if (nio == zio)
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
-
-       if (nio != NULL) {
-               ASSERT(nio->io_stage == ZIO_STAGE_DVA_THROTTLE);
-               /*
-                * We are passing control to a new zio so make sure that
-                * it is processed by a different thread. We do this to
-                * avoid stack overflows that can occur when parents are
-                * throttled and children are making progress. We allow
-                * it to go to the head of the taskq since it's already
-                * been waiting.
-                */
-               zio_taskq_dispatch(nio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_TRUE);
-       }
-       return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+       zio->io_metaslab_class = mc;
+       avl_add(&spa->spa_alloc_trees[zio->io_allocator], zio);
+       nio = zio_io_to_allocate(spa, zio->io_allocator);
+       mutex_exit(&spa->spa_alloc_locks[zio->io_allocator]);
+       return (nio);
 }
 
-void
-zio_allocate_dispatch(spa_t *spa)
+static void
+zio_allocate_dispatch(spa_t *spa, int allocator)
 {
        zio_t *zio;
 
-       mutex_enter(&spa->spa_alloc_lock);
-       zio = zio_io_to_allocate(spa);
-       mutex_exit(&spa->spa_alloc_lock);
+       mutex_enter(&spa->spa_alloc_locks[allocator]);
+       zio = zio_io_to_allocate(spa, allocator);
+       mutex_exit(&spa->spa_alloc_locks[allocator]);
        if (zio == NULL)
                return;
 
@@ -3154,11 +3371,11 @@ zio_allocate_dispatch(spa_t *spa)
        zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE, B_TRUE);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_dva_allocate(zio_t *zio)
 {
        spa_t *spa = zio->io_spa;
-       metaslab_class_t *mc = spa_normal_class(spa);
+       metaslab_class_t *mc;
        blkptr_t *bp = zio->io_bp;
        int error;
        int flags = 0;
@@ -3182,12 +3399,52 @@ zio_dva_allocate(zio_t *zio)
        if (zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE)
                flags |= METASLAB_ASYNC_ALLOC;
 
+       /*
+        * if not already chosen, locate an appropriate allocation class
+        */
+       mc = zio->io_metaslab_class;
+       if (mc == NULL) {
+               mc = spa_preferred_class(spa, zio->io_size,
+                   zio->io_prop.zp_type, zio->io_prop.zp_level,
+                   zio->io_prop.zp_zpl_smallblk);
+               zio->io_metaslab_class = mc;
+       }
+
        error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp,
            zio->io_prop.zp_copies, zio->io_txg, NULL, flags,
-           &zio->io_alloc_list, zio);
+           &zio->io_alloc_list, zio, zio->io_allocator);
+
+       /*
+        * Fallback to normal class when an alloc class is full
+        */
+       if (error == ENOSPC && mc != spa_normal_class(spa)) {
+               /*
+                * If throttling, transfer reservation over to normal class.
+                * The io_allocator slot can remain the same even though we
+                * are switching classes.
+                */
+               if (mc->mc_alloc_throttle_enabled &&
+                   (zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING)) {
+                       metaslab_class_throttle_unreserve(mc,
+                           zio->io_prop.zp_copies, zio->io_allocator, zio);
+                       zio->io_flags &= ~ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING;
+
+                       mc = spa_normal_class(spa);
+                       VERIFY(metaslab_class_throttle_reserve(mc,
+                           zio->io_prop.zp_copies, zio->io_allocator, zio,
+                           flags | METASLAB_MUST_RESERVE));
+               } else {
+                       mc = spa_normal_class(spa);
+               }
+               zio->io_metaslab_class = mc;
+
+               error = metaslab_alloc(spa, mc, zio->io_size, bp,
+                   zio->io_prop.zp_copies, zio->io_txg, NULL, flags,
+                   &zio->io_alloc_list, zio, zio->io_allocator);
+       }
 
        if (error != 0) {
-               spa_dbgmsg(spa, "%s: metaslab allocation failure: zio %p, "
+               zfs_dbgmsg("%s: metaslab allocation failure: zio %px, "
                    "size %llu, error %d", spa_name(spa), zio, zio->io_size,
                    error);
                if (error == ENOSPC && zio->io_size > SPA_MINBLOCKSIZE)
@@ -3195,18 +3452,18 @@ zio_dva_allocate(zio_t *zio)
                zio->io_error = error;
        }
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_dva_free(zio_t *zio)
 {
        metaslab_free(zio->io_spa, zio->io_bp, zio->io_txg, B_FALSE);
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_dva_claim(zio_t *zio)
 {
        int error;
@@ -3215,7 +3472,7 @@ zio_dva_claim(zio_t *zio)
        if (error)
                zio->io_error = error;
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 /*
@@ -3253,14 +3510,32 @@ zio_alloc_zil(spa_t *spa, objset_t *os, uint64_t txg, blkptr_t *new_bp,
        ASSERT(txg > spa_syncing_txg(spa));
 
        metaslab_trace_init(&io_alloc_list);
+
+       /*
+        * Block pointer fields are useful to metaslabs for stats and debugging.
+        * Fill in the obvious ones before calling into metaslab_alloc().
+        */
+       BP_SET_TYPE(new_bp, DMU_OT_INTENT_LOG);
+       BP_SET_PSIZE(new_bp, size);
+       BP_SET_LEVEL(new_bp, 0);
+
+       /*
+        * When allocating a zil block, we don't have information about
+        * the final destination of the block except the objset it's part
+        * of, so we just hash the objset ID to pick the allocator to get
+        * some parallelism.
+        */
        error = metaslab_alloc(spa, spa_log_class(spa), size, new_bp, 1,
-           txg, NULL, METASLAB_FASTWRITE, &io_alloc_list, NULL);
+           txg, NULL, METASLAB_FASTWRITE, &io_alloc_list, NULL,
+           cityhash4(0, 0, 0, os->os_dsl_dataset->ds_object) %
+           spa->spa_alloc_count);
        if (error == 0) {
                *slog = TRUE;
        } else {
                error = metaslab_alloc(spa, spa_normal_class(spa), size,
                    new_bp, 1, txg, NULL, METASLAB_FASTWRITE,
-                   &io_alloc_list, NULL);
+                   &io_alloc_list, NULL, cityhash4(0, 0, 0,
+                   os->os_dsl_dataset->ds_object) % spa->spa_alloc_count);
                if (error == 0)
                        *slog = FALSE;
        }
@@ -3302,25 +3577,12 @@ zio_alloc_zil(spa_t *spa, objset_t *os, uint64_t txg, blkptr_t *new_bp,
        return (error);
 }
 
-/*
- * Free an intent log block.
- */
-void
-zio_free_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp)
-{
-       ASSERT(BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_INTENT_LOG);
-       ASSERT(!BP_IS_GANG(bp));
-
-       zio_free(spa, txg, bp);
-}
-
 /*
  * ==========================================================================
  * Read and write to physical devices
  * ==========================================================================
  */
 
-
 /*
  * Issue an I/O to the underlying vdev. Typically the issue pipeline
  * stops after this stage and will resume upon I/O completion.
@@ -3331,7 +3593,7 @@ zio_free_zil(spa_t *spa, uint64_t txg, blkptr_t *bp)
  * force the underlying vdev layers to call either zio_execute() or
  * zio_interrupt() to ensure that the pipeline continues with the correct I/O.
  */
-static int
+static zio_t *
 zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
 {
        vdev_t *vd = zio->io_vd;
@@ -3351,10 +3613,23 @@ zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
                 * The mirror_ops handle multiple DVAs in a single BP.
                 */
                vdev_mirror_ops.vdev_op_io_start(zio);
-               return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+               return (NULL);
        }
 
        ASSERT3P(zio->io_logical, !=, zio);
+       if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
+               ASSERT(spa->spa_trust_config);
+
+               /*
+                * Note: the code can handle other kinds of writes,
+                * but we don't expect them.
+                */
+               if (zio->io_vd->vdev_removing) {
+                       ASSERT(zio->io_flags &
+                           (ZIO_FLAG_PHYSICAL | ZIO_FLAG_SELF_HEAL |
+                           ZIO_FLAG_RESILVER | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE));
+               }
+       }
 
        align = 1ULL << vd->vdev_top->vdev_ashift;
 
@@ -3393,56 +3668,77 @@ zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
         * If this is a repair I/O, and there's no self-healing involved --
         * that is, we're just resilvering what we expect to resilver --
         * then don't do the I/O unless zio's txg is actually in vd's DTL.
-        * This prevents spurious resilvering with nested replication.
-        * For example, given a mirror of mirrors, (A+B)+(C+D), if only
-        * A is out of date, we'll read from C+D, then use the data to
-        * resilver A+B -- but we don't actually want to resilver B, just A.
-        * The top-level mirror has no way to know this, so instead we just
-        * discard unnecessary repairs as we work our way down the vdev tree.
-        * The same logic applies to any form of nested replication:
-        * ditto + mirror, RAID-Z + replacing, etc.  This covers them all.
+        * This prevents spurious resilvering.
+        *
+        * There are a few ways that we can end up creating these spurious
+        * resilver i/os:
+        *
+        * 1. A resilver i/o will be issued if any DVA in the BP has a
+        * dirty DTL.  The mirror code will issue resilver writes to
+        * each DVA, including the one(s) that are not on vdevs with dirty
+        * DTLs.
+        *
+        * 2. With nested replication, which happens when we have a
+        * "replacing" or "spare" vdev that's a child of a mirror or raidz.
+        * For example, given mirror(replacing(A+B), C), it's likely that
+        * only A is out of date (it's the new device). In this case, we'll
+        * read from C, then use the data to resilver A+B -- but we don't
+        * actually want to resilver B, just A. The top-level mirror has no
+        * way to know this, so instead we just discard unnecessary repairs
+        * as we work our way down the vdev tree.
+        *
+        * 3. ZTEST also creates mirrors of mirrors, mirrors of raidz, etc.
+        * The same logic applies to any form of nested replication: ditto
+        * + mirror, RAID-Z + replacing, etc.
+        *
+        * However, indirect vdevs point off to other vdevs which may have
+        * DTL's, so we never bypass them.  The child i/os on concrete vdevs
+        * will be properly bypassed instead.
         */
        if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR) &&
            !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SELF_HEAL) &&
            zio->io_txg != 0 && /* not a delegated i/o */
+           vd->vdev_ops != &vdev_indirect_ops &&
            !vdev_dtl_contains(vd, DTL_PARTIAL, zio->io_txg, 1)) {
                ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
                zio_vdev_io_bypass(zio);
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               return (zio);
        }
 
-       if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf &&
-           (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)) {
+       if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf && (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
+           zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE || zio->io_type == ZIO_TYPE_TRIM)) {
 
                if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ && vdev_cache_read(zio))
-                       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+                       return (zio);
 
                if ((zio = vdev_queue_io(zio)) == NULL)
-                       return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+                       return (NULL);
 
                if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
                        zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
                        zio_interrupt(zio);
-                       return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+                       return (NULL);
                }
                zio->io_delay = gethrtime();
        }
 
        vd->vdev_ops->vdev_op_io_start(zio);
-       return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+       return (NULL);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
 {
        vdev_t *vd = zio->io_vd;
        vdev_ops_t *ops = vd ? vd->vdev_ops : &vdev_mirror_ops;
        boolean_t unexpected_error = B_FALSE;
 
-       if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
-               return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+       if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV_BIT, ZIO_WAIT_DONE)) {
+               return (NULL);
+       }
 
-       ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
+       ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ ||
+           zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE || zio->io_type == ZIO_TYPE_TRIM);
 
        if (zio->io_delay)
                zio->io_delay = gethrtime() - zio->io_delay;
@@ -3461,7 +3757,7 @@ zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
                if (zio_injection_enabled && zio->io_error == 0)
                        zio->io_error = zio_handle_label_injection(zio, EIO);
 
-               if (zio->io_error) {
+               if (zio->io_error && zio->io_type != ZIO_TYPE_TRIM) {
                        if (!vdev_accessible(vd, zio)) {
                                zio->io_error = SET_ERROR(ENXIO);
                        } else {
@@ -3475,7 +3771,7 @@ zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
        if (unexpected_error)
                VERIFY(vdev_probe(vd, zio) == NULL);
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 /*
@@ -3533,13 +3829,14 @@ zio_vsd_default_cksum_report(zio_t *zio, zio_cksum_report_t *zcr, void *ignored)
        zcr->zcr_free = zio_abd_free;
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
 {
        vdev_t *vd = zio->io_vd;
 
-       if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE))
-               return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+       if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV_BIT, ZIO_WAIT_DONE)) {
+               return (NULL);
+       }
 
        if (vd == NULL && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
                spa_config_exit(zio->io_spa, SCL_ZIO, zio);
@@ -3568,7 +3865,7 @@ zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
                zio->io_stage = ZIO_STAGE_VDEV_IO_START >> 1;
                zio_taskq_dispatch(zio, ZIO_TASKQ_ISSUE,
                    zio_requeue_io_start_cut_in_line);
-               return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+               return (NULL);
        }
 
        /*
@@ -3590,8 +3887,8 @@ zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
 
        /*
         * If a cache flush returns ENOTSUP or ENOTTY, we know that no future
-        * attempts will ever succeed. In this case we set a persistent bit so
-        * that we don't bother with it in the future.
+        * attempts will ever succeed. In this case we set a persistent
+        * boolean flag so that we don't bother with it in the future.
         */
        if ((zio->io_error == ENOTSUP || zio->io_error == ENOTTY) &&
            zio->io_type == ZIO_TYPE_IOCTL &&
@@ -3608,7 +3905,7 @@ zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
                zio->io_physdone(zio->io_logical);
        }
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 void
@@ -3650,13 +3947,14 @@ zio_vdev_io_bypass(zio_t *zio)
  * managing the storage of encryption parameters and passing them to the
  * lower-level encryption functions.
  */
-static int
+static zio_t *
 zio_encrypt(zio_t *zio)
 {
        zio_prop_t *zp = &zio->io_prop;
        spa_t *spa = zio->io_spa;
        blkptr_t *bp = zio->io_bp;
        uint64_t psize = BP_GET_PSIZE(bp);
+       uint64_t dsobj = zio->io_bookmark.zb_objset;
        dmu_object_type_t ot = BP_GET_TYPE(bp);
        void *enc_buf = NULL;
        abd_t *eabd = NULL;
@@ -3667,26 +3965,43 @@ zio_encrypt(zio_t *zio)
 
        /* the root zio already encrypted the data */
        if (zio->io_child_type == ZIO_CHILD_GANG)
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               return (zio);
 
        /* only ZIL blocks are re-encrypted on rewrite */
        if (!IO_IS_ALLOCATING(zio) && ot != DMU_OT_INTENT_LOG)
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               return (zio);
 
        if (!(zp->zp_encrypt || BP_IS_ENCRYPTED(bp))) {
                BP_SET_CRYPT(bp, B_FALSE);
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               return (zio);
        }
 
        /* if we are doing raw encryption set the provided encryption params */
        if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW_ENCRYPT) {
+               ASSERT0(BP_GET_LEVEL(bp));
                BP_SET_CRYPT(bp, B_TRUE);
                BP_SET_BYTEORDER(bp, zp->zp_byteorder);
                if (ot != DMU_OT_OBJSET)
                        zio_crypt_encode_mac_bp(bp, zp->zp_mac);
+
+               /* dnode blocks must be written out in the provided byteorder */
+               if (zp->zp_byteorder != ZFS_HOST_BYTEORDER &&
+                   ot == DMU_OT_DNODE) {
+                       void *bswap_buf = zio_buf_alloc(psize);
+                       abd_t *babd = abd_get_from_buf(bswap_buf, psize);
+
+                       ASSERT3U(BP_GET_COMPRESS(bp), ==, ZIO_COMPRESS_OFF);
+                       abd_copy_to_buf(bswap_buf, zio->io_abd, psize);
+                       dmu_ot_byteswap[DMU_OT_BYTESWAP(ot)].ob_func(bswap_buf,
+                           psize);
+
+                       abd_take_ownership_of_buf(babd, B_TRUE);
+                       zio_push_transform(zio, babd, psize, psize, NULL);
+               }
+
                if (DMU_OT_IS_ENCRYPTED(ot))
                        zio_crypt_encode_params_bp(bp, zp->zp_salt, zp->zp_iv);
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               return (zio);
        }
 
        /* indirect blocks only maintain a cksum of the lower level MACs */
@@ -3696,7 +4011,7 @@ zio_encrypt(zio_t *zio)
                    zio->io_orig_abd, BP_GET_LSIZE(bp), BP_SHOULD_BYTESWAP(bp),
                    mac));
                zio_crypt_encode_mac_bp(bp, mac);
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               return (zio);
        }
 
        /*
@@ -3707,25 +4022,24 @@ zio_encrypt(zio_t *zio)
                ASSERT0(DMU_OT_IS_ENCRYPTED(ot));
                ASSERT3U(BP_GET_COMPRESS(bp), ==, ZIO_COMPRESS_OFF);
                BP_SET_CRYPT(bp, B_TRUE);
-               VERIFY0(spa_do_crypt_objset_mac_abd(B_TRUE, spa,
-                   zio->io_bookmark.zb_objset, zio->io_abd, psize,
-                   BP_SHOULD_BYTESWAP(bp)));
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               VERIFY0(spa_do_crypt_objset_mac_abd(B_TRUE, spa, dsobj,
+                   zio->io_abd, psize, BP_SHOULD_BYTESWAP(bp)));
+               return (zio);
        }
 
        /* unencrypted object types are only authenticated with a MAC */
        if (!DMU_OT_IS_ENCRYPTED(ot)) {
                BP_SET_CRYPT(bp, B_TRUE);
-               VERIFY0(spa_do_crypt_mac_abd(B_TRUE, spa,
-                   zio->io_bookmark.zb_objset, zio->io_abd, psize, mac));
+               VERIFY0(spa_do_crypt_mac_abd(B_TRUE, spa, dsobj,
+                   zio->io_abd, psize, mac));
                zio_crypt_encode_mac_bp(bp, mac);
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               return (zio);
        }
 
        /*
         * Later passes of sync-to-convergence may decide to rewrite data
         * in place to avoid more disk reallocations. This presents a problem
-        * for encryption because this consitutes rewriting the new data with
+        * for encryption because this constitutes rewriting the new data with
         * the same encryption key and IV. However, this only applies to blocks
         * in the MOS (particularly the spacemaps) and we do not encrypt the
         * MOS. We assert that the zio is allocating or an intent log write
@@ -3751,8 +4065,9 @@ zio_encrypt(zio_t *zio)
        }
 
        /* Perform the encryption. This should not fail */
-       VERIFY0(spa_do_crypt_abd(B_TRUE, spa, zio->io_bookmark.zb_objset, bp,
-           zio->io_txg, psize, zio->io_abd, eabd, iv, mac, salt, &no_crypt));
+       VERIFY0(spa_do_crypt_abd(B_TRUE, spa, &zio->io_bookmark,
+           BP_GET_TYPE(bp), BP_GET_DEDUP(bp), BP_SHOULD_BYTESWAP(bp),
+           salt, iv, mac, psize, zio->io_abd, eabd, &no_crypt));
 
        /* encode encryption metadata into the bp */
        if (ot == DMU_OT_INTENT_LOG) {
@@ -3775,7 +4090,7 @@ zio_encrypt(zio_t *zio)
                }
        }
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 /*
@@ -3783,7 +4098,7 @@ zio_encrypt(zio_t *zio)
  * Generate and verify checksums
  * ==========================================================================
  */
-static int
+static zio_t *
 zio_checksum_generate(zio_t *zio)
 {
        blkptr_t *bp = zio->io_bp;
@@ -3797,7 +4112,7 @@ zio_checksum_generate(zio_t *zio)
                checksum = zio->io_prop.zp_checksum;
 
                if (checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
-                       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+                       return (zio);
 
                ASSERT(checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
        } else {
@@ -3811,10 +4126,10 @@ zio_checksum_generate(zio_t *zio)
 
        zio_checksum_compute(zio, checksum, zio->io_abd, zio->io_size);
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_checksum_verify(zio_t *zio)
 {
        zio_bad_cksum_t info;
@@ -3829,7 +4144,7 @@ zio_checksum_verify(zio_t *zio)
                 * We're either verifying a label checksum, or nothing at all.
                 */
                if (zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
-                       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+                       return (zio);
 
                ASSERT(zio->io_prop.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_LABEL);
        }
@@ -3838,13 +4153,17 @@ zio_checksum_verify(zio_t *zio)
                zio->io_error = error;
                if (error == ECKSUM &&
                    !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SPECULATIVE)) {
+                       mutex_enter(&zio->io_vd->vdev_stat_lock);
+                       zio->io_vd->vdev_stat.vs_checksum_errors++;
+                       mutex_exit(&zio->io_vd->vdev_stat_lock);
+
                        zfs_ereport_start_checksum(zio->io_spa,
                            zio->io_vd, &zio->io_bookmark, zio,
                            zio->io_offset, zio->io_size, NULL, &info);
                }
        }
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 /*
@@ -3860,7 +4179,7 @@ zio_checksum_verified(zio_t *zio)
  * ==========================================================================
  * Error rank.  Error are ranked in the order 0, ENXIO, ECKSUM, EIO, other.
  * An error of 0 indicates success.  ENXIO indicates whole-device failure,
- * which may be transient (e.g. unplugged) or permament.  ECKSUM and EIO
+ * which may be transient (e.g. unplugged) or permanent.  ECKSUM and EIO
  * indicate errors that are specific to one I/O, and most likely permanent.
  * Any other error is presumed to be worse because we weren't expecting it.
  * ==========================================================================
@@ -3887,16 +4206,17 @@ zio_worst_error(int e1, int e2)
  * I/O completion
  * ==========================================================================
  */
-static int
+static zio_t *
 zio_ready(zio_t *zio)
 {
        blkptr_t *bp = zio->io_bp;
        zio_t *pio, *pio_next;
        zio_link_t *zl = NULL;
 
-       if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_READY) ||
-           zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_READY))
-               return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+       if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG_BIT | ZIO_CHILD_DDT_BIT,
+           ZIO_WAIT_READY)) {
+               return (NULL);
+       }
 
        if (zio->io_ready) {
                ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
@@ -3916,14 +4236,16 @@ zio_ready(zio_t *zio)
                if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING) {
                        ASSERT(IO_IS_ALLOCATING(zio));
                        ASSERT(zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
+                       ASSERT(zio->io_metaslab_class != NULL);
+
                        /*
                         * We were unable to allocate anything, unreserve and
                         * issue the next I/O to allocate.
                         */
                        metaslab_class_throttle_unreserve(
-                           spa_normal_class(zio->io_spa),
-                           zio->io_prop.zp_copies, zio);
-                       zio_allocate_dispatch(zio->io_spa);
+                           zio->io_metaslab_class, zio->io_prop.zp_copies,
+                           zio->io_allocator, zio);
+                       zio_allocate_dispatch(zio->io_spa, zio->io_allocator);
                }
        }
 
@@ -3941,7 +4263,7 @@ zio_ready(zio_t *zio)
         */
        for (; pio != NULL; pio = pio_next) {
                pio_next = zio_walk_parents(zio, &zl);
-               zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_READY);
+               zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_READY, NULL);
        }
 
        if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NODATA) {
@@ -3957,7 +4279,7 @@ zio_ready(zio_t *zio)
            zio->io_spa->spa_syncing_txg == zio->io_txg)
                zio_handle_ignored_writes(zio);
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 /*
@@ -4005,28 +4327,30 @@ zio_dva_throttle_done(zio_t *zio)
        ASSERT(zio->io_logical != NULL);
        ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR));
        ASSERT0(zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE);
+       ASSERT(zio->io_metaslab_class != NULL);
 
        mutex_enter(&pio->io_lock);
-       metaslab_group_alloc_decrement(zio->io_spa, vd->vdev_id, pio, flags);
+       metaslab_group_alloc_decrement(zio->io_spa, vd->vdev_id, pio, flags,
+           pio->io_allocator, B_TRUE);
        mutex_exit(&pio->io_lock);
 
-       metaslab_class_throttle_unreserve(spa_normal_class(zio->io_spa),
-           1, pio);
+       metaslab_class_throttle_unreserve(zio->io_metaslab_class, 1,
+           pio->io_allocator, pio);
 
        /*
         * Call into the pipeline to see if there is more work that
         * needs to be done. If there is work to be done it will be
         * dispatched to another taskq thread.
         */
-       zio_allocate_dispatch(zio->io_spa);
+       zio_allocate_dispatch(zio->io_spa, pio->io_allocator);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_done(zio_t *zio)
 {
        /*
         * Always attempt to keep stack usage minimal here since
-        * we can be called recurisvely up to 19 levels deep.
+        * we can be called recursively up to 19 levels deep.
         */
        const uint64_t psize = zio->io_size;
        zio_t *pio, *pio_next;
@@ -4036,11 +4360,9 @@ zio_done(zio_t *zio)
         * If our children haven't all completed,
         * wait for them and then repeat this pipeline stage.
         */
-       if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV, ZIO_WAIT_DONE) ||
-           zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG, ZIO_WAIT_DONE) ||
-           zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_DDT, ZIO_WAIT_DONE) ||
-           zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL, ZIO_WAIT_DONE))
-               return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+       if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_ALL_BITS, ZIO_WAIT_DONE)) {
+               return (NULL);
+       }
 
        /*
         * If the allocation throttle is enabled, then update the accounting.
@@ -4050,8 +4372,8 @@ zio_done(zio_t *zio)
         */
        if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_ALLOCATING &&
            zio->io_child_type == ZIO_CHILD_VDEV) {
-               ASSERT(spa_normal_class(
-                   zio->io_spa)->mc_alloc_throttle_enabled);
+               ASSERT(zio->io_metaslab_class != NULL);
+               ASSERT(zio->io_metaslab_class->mc_alloc_throttle_enabled);
                zio_dva_throttle_done(zio);
        }
 
@@ -4063,9 +4385,12 @@ zio_done(zio_t *zio)
                ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
                ASSERT(zio->io_priority == ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE);
                ASSERT(zio->io_bp != NULL);
-               metaslab_group_alloc_verify(zio->io_spa, zio->io_bp, zio);
-               VERIFY(refcount_not_held(
-                   &(spa_normal_class(zio->io_spa)->mc_alloc_slots), zio));
+
+               metaslab_group_alloc_verify(zio->io_spa, zio->io_bp, zio,
+                   zio->io_allocator);
+               VERIFY(zfs_refcount_not_held(
+                   &zio->io_metaslab_class->mc_alloc_slots[zio->io_allocator],
+                   zio));
        }
 
 
@@ -4082,7 +4407,6 @@ zio_done(zio_t *zio)
                if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE && !BP_IS_HOLE(zio->io_bp) &&
                    zio->io_bp_override == NULL &&
                    !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_IO_REPAIR)) {
-                       ASSERT(!BP_SHOULD_BYTESWAP(zio->io_bp));
                        ASSERT3U(zio->io_prop.zp_copies, <=,
                            BP_GET_NDVAS(zio->io_bp));
                        ASSERT(BP_COUNT_GANG(zio->io_bp) == 0 ||
@@ -4136,10 +4460,28 @@ zio_done(zio_t *zio)
         * 30 seconds to complete, post an error described the I/O delay.
         * We ignore these errors if the device is currently unavailable.
         */
-       if (zio->io_delay >= MSEC2NSEC(zio_delay_max)) {
-               if (zio->io_vd != NULL && !vdev_is_dead(zio->io_vd))
-                       zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DELAY, zio->io_spa,
-                           zio->io_vd, &zio->io_bookmark, zio, 0, 0);
+       if (zio->io_delay >= MSEC2NSEC(zio_slow_io_ms)) {
+               if (zio->io_vd != NULL && !vdev_is_dead(zio->io_vd)) {
+                       /*
+                        * We want to only increment our slow IO counters if
+                        * the IO is valid (i.e. not if the drive is removed).
+                        *
+                        * zfs_ereport_post() will also do these checks, but
+                        * it can also ratelimit and have other failures, so we
+                        * need to increment the slow_io counters independent
+                        * of it.
+                        */
+                       if (zfs_ereport_is_valid(FM_EREPORT_ZFS_DELAY,
+                           zio->io_spa, zio->io_vd, zio)) {
+                               mutex_enter(&zio->io_vd->vdev_stat_lock);
+                               zio->io_vd->vdev_stat.vs_slow_ios++;
+                               mutex_exit(&zio->io_vd->vdev_stat_lock);
+
+                               zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_DELAY,
+                                   zio->io_spa, zio->io_vd, &zio->io_bookmark,
+                                   zio, 0, 0);
+                       }
+               }
        }
 
        if (zio->io_error) {
@@ -4150,9 +4492,18 @@ zio_done(zio_t *zio)
                 * device is currently unavailable.
                 */
                if (zio->io_error != ECKSUM && zio->io_vd != NULL &&
-                   !vdev_is_dead(zio->io_vd))
+                   !vdev_is_dead(zio->io_vd)) {
+                       mutex_enter(&zio->io_vd->vdev_stat_lock);
+                       if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ) {
+                               zio->io_vd->vdev_stat.vs_read_errors++;
+                       } else if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
+                               zio->io_vd->vdev_stat.vs_write_errors++;
+                       }
+                       mutex_exit(&zio->io_vd->vdev_stat_lock);
+
                        zfs_ereport_post(FM_EREPORT_ZFS_IO, zio->io_spa,
                            zio->io_vd, &zio->io_bookmark, zio, 0, 0);
+               }
 
                if ((zio->io_error == EIO || !(zio->io_flags &
                    (ZIO_FLAG_SPECULATIVE | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE))) &&
@@ -4263,7 +4614,12 @@ zio_done(zio_t *zio)
                        if ((pio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER) &&
                            (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND)) {
                                zio_remove_child(pio, zio, remove_zl);
-                               zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
+                               /*
+                                * This is a rare code path, so we don't
+                                * bother with "next_to_execute".
+                                */
+                               zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE,
+                                   NULL);
                        }
                }
 
@@ -4275,13 +4631,17 @@ zio_done(zio_t *zio)
                         */
                        ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_GODFATHER));
                        zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE;
-                       zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
+                       /*
+                        * This is a rare code path, so we don't bother with
+                        * "next_to_execute".
+                        */
+                       zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE, NULL);
                } else if (zio->io_reexecute & ZIO_REEXECUTE_SUSPEND) {
                        /*
                         * We'd fail again if we reexecuted now, so suspend
                         * until conditions improve (e.g. device comes online).
                         */
-                       zio_suspend(zio->io_spa, zio);
+                       zio_suspend(zio->io_spa, zio, ZIO_SUSPEND_IOERR);
                } else {
                        /*
                         * Reexecution is potentially a huge amount of work.
@@ -4293,7 +4653,7 @@ zio_done(zio_t *zio)
                            (task_func_t *)zio_reexecute, zio, 0,
                            &zio->io_tqent);
                }
-               return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+               return (NULL);
        }
 
        ASSERT(zio->io_child_count == 0);
@@ -4329,12 +4689,17 @@ zio_done(zio_t *zio)
        zio->io_state[ZIO_WAIT_DONE] = 1;
        mutex_exit(&zio->io_lock);
 
+       /*
+        * We are done executing this zio.  We may want to execute a parent
+        * next.  See the comment in zio_notify_parent().
+        */
+       zio_t *next_to_execute = NULL;
        zl = NULL;
        for (pio = zio_walk_parents(zio, &zl); pio != NULL; pio = pio_next) {
                zio_link_t *remove_zl = zl;
                pio_next = zio_walk_parents(zio, &zl);
                zio_remove_child(pio, zio, remove_zl);
-               zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE);
+               zio_notify_parent(pio, zio, ZIO_WAIT_DONE, &next_to_execute);
        }
 
        if (zio->io_waiter != NULL) {
@@ -4346,7 +4711,7 @@ zio_done(zio_t *zio)
                zio_destroy(zio);
        }
 
-       return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+       return (next_to_execute);
 }
 
 /*
@@ -4507,15 +4872,16 @@ zbookmark_subtree_completed(const dnode_phys_t *dnp,
            last_block) <= 0);
 }
 
-#if defined(_KERNEL) && defined(HAVE_SPL)
+#if defined(_KERNEL)
 EXPORT_SYMBOL(zio_type_name);
 EXPORT_SYMBOL(zio_buf_alloc);
 EXPORT_SYMBOL(zio_data_buf_alloc);
 EXPORT_SYMBOL(zio_buf_free);
 EXPORT_SYMBOL(zio_data_buf_free);
 
-module_param(zio_delay_max, int, 0644);
-MODULE_PARM_DESC(zio_delay_max, "Max zio millisec delay before posting event");
+module_param(zio_slow_io_ms, int, 0644);
+MODULE_PARM_DESC(zio_slow_io_ms,
+       "Max I/O completion time (milliseconds) before marking it as slow");
 
 module_param(zio_requeue_io_start_cut_in_line, int, 0644);
 MODULE_PARM_DESC(zio_requeue_io_start_cut_in_line, "Prioritize requeued I/O");
@@ -4535,4 +4901,8 @@ MODULE_PARM_DESC(zfs_sync_pass_rewrite,
 module_param(zio_dva_throttle_enabled, int, 0644);
 MODULE_PARM_DESC(zio_dva_throttle_enabled,
        "Throttle block allocations in the ZIO pipeline");
+
+module_param(zio_deadman_log_all, int, 0644);
+MODULE_PARM_DESC(zio_deadman_log_all,
+       "Log all slow ZIOs, not just those with vdevs");
 #endif