]> granicus.if.org Git - zfs/commitdiff
Reduce taskq and context-switch cost of zio pipe
authorMatthew Ahrens <mahrens@delphix.com>
Thu, 2 Aug 2018 22:51:45 +0000 (15:51 -0700)
committerTony Hutter <hutter2@llnl.gov>
Thu, 8 Nov 2018 22:38:28 +0000 (14:38 -0800)
When doing a read from disk, ZFS creates 3 ZIO's: a zio_null(), the
logical zio_read(), and then a physical zio. Currently, each of these
results in a separate taskq_dispatch(zio_execute).

On high-read-iops workloads, this causes a significant performance
impact. By processing all 3 ZIO's in a single taskq entry, we reduce the
overhead on taskq locking and context switching.  We accomplish this by
allowing zio_done() to return a "next zio to execute" to zio_execute().

This results in a ~12% performance increase for random reads, from
96,000 iops to 108,000 iops (with recordsize=8k, on SSD's).

Reviewed by: Pavel Zakharov <pavel.zakharov@delphix.com>
Reviewed-by: Brian Behlendorf <behlendorf1@llnl.gov>
Reviewed by: George Wilson <george.wilson@delphix.com>
Signed-off-by: Matthew Ahrens <mahrens@delphix.com>
External-issue: DLPX-59292
Closes #7736

include/sys/zio.h
module/zfs/zio.c

index 4b0eecc2e4320b3321bd08213785ed0338fb171c..3618912c39c5637ff82e09cfb2a8f3d1f7d647ad 100644 (file)
@@ -237,7 +237,7 @@ enum zio_child {
 #define        ZIO_CHILD_DDT_BIT               ZIO_CHILD_BIT(ZIO_CHILD_DDT)
 #define        ZIO_CHILD_LOGICAL_BIT           ZIO_CHILD_BIT(ZIO_CHILD_LOGICAL)
 #define        ZIO_CHILD_ALL_BITS                                      \
-       (ZIO_CHILD_VDEV_BIT | ZIO_CHILD_GANG_BIT |              \
+       (ZIO_CHILD_VDEV_BIT | ZIO_CHILD_GANG_BIT |              \
        ZIO_CHILD_DDT_BIT | ZIO_CHILD_LOGICAL_BIT)
 
 enum zio_wait_type {
@@ -375,7 +375,7 @@ typedef struct zio_transform {
        struct zio_transform    *zt_next;
 } zio_transform_t;
 
-typedef int zio_pipe_stage_t(zio_t *zio);
+typedef zio_t *zio_pipe_stage_t(zio_t *zio);
 
 /*
  * The io_reexecute flags are distinct from io_flags because the child must
index 9a465e1be66759a8da1aae21bfee972bd979a440..dd0dfcdbb6e90ec89c4b04ed2022416827fdd2e4 100644 (file)
@@ -75,9 +75,6 @@ uint64_t zio_buf_cache_frees[SPA_MAXBLOCKSIZE >> SPA_MINBLOCKSHIFT];
 
 int zio_delay_max = ZIO_DELAY_MAX;
 
-#define        ZIO_PIPELINE_CONTINUE           0x100
-#define        ZIO_PIPELINE_STOP               0x101
-
 #define        BP_SPANB(indblkshift, level) \
        (((uint64_t)1) << ((level) * ((indblkshift) - SPA_BLKPTRSHIFT)))
 #define        COMPARE_META_LEVEL      0x80000000ul
@@ -516,7 +513,8 @@ zio_wait_for_children(zio_t *zio, uint8_t childbits, enum zio_wait_type wait)
 
 __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];
@@ -535,13 +533,33 @@ 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);
        }
@@ -1187,7 +1205,7 @@ 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;
@@ -1221,15 +1239,15 @@ 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);
 
@@ -1244,7 +1262,7 @@ 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
@@ -1255,13 +1273,13 @@ 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);
@@ -1269,7 +1287,7 @@ zio_write_bp_init(zio_t *zio)
                if (BP_GET_CHECKSUM(bp) == zp->zp_checksum) {
                        BP_SET_DEDUP(bp, 1);
                        zio->io_pipeline |= ZIO_STAGE_DDT_WRITE;
-                       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+                       return (zio);
                }
 
                /*
@@ -1281,10 +1299,10 @@ 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;
@@ -1303,11 +1321,11 @@ zio_write_compress(zio_t *zio)
         */
        if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_LOGICAL_BIT |
            ZIO_CHILD_GANG_BIT, ZIO_WAIT_READY)) {
-               return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+               return (NULL);
        }
 
        if (!IO_IS_ALLOCATING(zio))
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               return (zio);
 
        if (zio->io_children_ready != NULL) {
                /*
@@ -1366,7 +1384,7 @@ 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
@@ -1459,10 +1477,10 @@ 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;
@@ -1472,7 +1490,9 @@ 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);
 }
 
 /*
@@ -1541,12 +1561,12 @@ 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
@@ -1687,14 +1707,13 @@ __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));
@@ -1736,12 +1755,16 @@ __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;
        }
 }
 
@@ -2215,7 +2238,7 @@ 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;
@@ -2227,16 +2250,16 @@ 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_BIT, ZIO_WAIT_DONE)) {
-               return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+               return (NULL);
        }
 
        ASSERT(BP_IS_GANG(bp) && zio->io_gang_leader == zio);
@@ -2250,7 +2273,7 @@ zio_gang_issue(zio_t *zio)
 
        zio->io_pipeline = ZIO_INTERLOCK_PIPELINE;
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 static void
@@ -2290,7 +2313,7 @@ zio_write_gang_done(zio_t *zio)
        abd_put(zio->io_abd);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_write_gang_block(zio_t *pio)
 {
        spa_t *spa = pio->io_spa;
@@ -2349,7 +2372,7 @@ zio_write_gang_block(zio_t *pio)
                }
 
                pio->io_error = error;
-               return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+               return (pio);
        }
 
        if (pio == gio) {
@@ -2423,7 +2446,7 @@ zio_write_gang_block(zio_t *pio)
 
        zio_nowait(zio);
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (pio);
 }
 
 /*
@@ -2444,7 +2467,7 @@ 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;
@@ -2471,7 +2494,7 @@ 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
@@ -2491,7 +2514,7 @@ zio_nop_write(zio_t *zio)
                zio->io_flags |= ZIO_FLAG_NOPWRITE;
        }
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 /*
@@ -2519,7 +2542,7 @@ 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;
@@ -2540,7 +2563,7 @@ zio_ddt_read_start(zio_t *zio)
                zio->io_vsd = dde;
 
                if (ddp_self == NULL)
-                       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+                       return (zio);
 
                for (p = 0; p < DDT_PHYS_TYPES; p++, ddp++) {
                        if (ddp->ddp_phys_birth == 0 || ddp == ddp_self)
@@ -2553,23 +2576,23 @@ 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_BIT, ZIO_WAIT_DONE)) {
-               return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+               return (NULL);
        }
 
        ASSERT(BP_GET_DEDUP(bp));
@@ -2581,12 +2604,12 @@ 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,
@@ -2599,7 +2622,7 @@ zio_ddt_read_done(zio_t *zio)
 
        ASSERT(zio->io_vsd == NULL);
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 static boolean_t
@@ -2780,7 +2803,7 @@ 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;
@@ -2822,7 +2845,7 @@ 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);
@@ -2848,7 +2871,7 @@ 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,
@@ -2890,12 +2913,12 @@ 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;
@@ -2916,7 +2939,7 @@ zio_ddt_free(zio_t *zio)
        }
        ddt_exit(ddt);
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 /*
@@ -2953,7 +2976,7 @@ zio_io_to_allocate(spa_t *spa)
        return (zio);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_dva_throttle(zio_t *zio)
 {
        spa_t *spa = zio->io_spa;
@@ -2963,7 +2986,7 @@ zio_dva_throttle(zio_t *zio)
            !spa_normal_class(zio->io_spa)->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);
@@ -2979,22 +3002,7 @@ zio_dva_throttle(zio_t *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);
+       return (nio);
 }
 
 void
@@ -3013,7 +3021,7 @@ 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;
@@ -3054,18 +3062,18 @@ 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;
@@ -3074,7 +3082,7 @@ zio_dva_claim(zio_t *zio)
        if (error)
                zio->io_error = error;
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 /*
@@ -3172,7 +3180,7 @@ 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;
@@ -3192,7 +3200,7 @@ 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);
@@ -3269,31 +3277,31 @@ zio_vdev_io_start(zio_t *zio)
            !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 (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;
@@ -3301,7 +3309,7 @@ zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
        boolean_t unexpected_error = B_FALSE;
 
        if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_VDEV_BIT, ZIO_WAIT_DONE)) {
-               return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+               return (NULL);
        }
 
        ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
@@ -3337,7 +3345,7 @@ zio_vdev_io_done(zio_t *zio)
        if (unexpected_error)
                VERIFY(vdev_probe(vd, zio) == NULL);
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 /*
@@ -3366,13 +3374,13 @@ 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_BIT, ZIO_WAIT_DONE)) {
-               return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+               return (NULL);
        }
 
        if (vd == NULL && !(zio->io_flags & ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER))
@@ -3402,7 +3410,7 @@ 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);
        }
 
        /*
@@ -3442,7 +3450,7 @@ zio_vdev_io_assess(zio_t *zio)
                zio->io_physdone(zio->io_logical);
        }
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 void
@@ -3477,7 +3485,7 @@ zio_vdev_io_bypass(zio_t *zio)
  * Generate and verify checksums
  * ==========================================================================
  */
-static int
+static zio_t *
 zio_checksum_generate(zio_t *zio)
 {
        blkptr_t *bp = zio->io_bp;
@@ -3491,7 +3499,7 @@ 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 {
@@ -3505,10 +3513,10 @@ 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;
@@ -3523,7 +3531,7 @@ 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);
        }
@@ -3538,7 +3546,7 @@ zio_checksum_verify(zio_t *zio)
                }
        }
 
-       return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
+       return (zio);
 }
 
 /*
@@ -3581,7 +3589,7 @@ 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;
@@ -3590,7 +3598,7 @@ zio_ready(zio_t *zio)
 
        if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_GANG_BIT | ZIO_CHILD_DDT_BIT,
            ZIO_WAIT_READY)) {
-               return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+               return (NULL);
        }
 
        if (zio->io_ready) {
@@ -3636,7 +3644,7 @@ 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) {
@@ -3652,7 +3660,7 @@ 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);
 }
 
 /*
@@ -3716,7 +3724,7 @@ zio_dva_throttle_done(zio_t *zio)
        zio_allocate_dispatch(zio->io_spa);
 }
 
-static int
+static zio_t *
 zio_done(zio_t *zio)
 {
        /*
@@ -3733,7 +3741,7 @@ zio_done(zio_t *zio)
         * wait for them and then repeat this pipeline stage.
         */
        if (zio_wait_for_children(zio, ZIO_CHILD_ALL_BITS, ZIO_WAIT_DONE)) {
-               return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+               return (NULL);
        }
 
        /*
@@ -3957,7 +3965,12 @@ 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);
                        }
                }
 
@@ -3969,7 +3982,11 @@ 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
@@ -3987,7 +4004,7 @@ 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);
@@ -4023,12 +4040,17 @@ 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) {
@@ -4040,7 +4062,7 @@ zio_done(zio_t *zio)
                zio_destroy(zio);
        }
 
-       return (ZIO_PIPELINE_STOP);
+       return (next_to_execute);
 }
 
 /*