]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - fs/btrfs/raid56.c
scsi: zero per-cmd private driver data for each MQ I/O
[karo-tx-linux.git] / fs / btrfs / raid56.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2012 Fusion-io  All rights reserved.
3  * Copyright (C) 2012 Intel Corp. All rights reserved.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU General Public
7  * License v2 as published by the Free Software Foundation.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public
15  * License along with this program; if not, write to the
16  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
17  * Boston, MA 021110-1307, USA.
18  */
19 #include <linux/sched.h>
20 #include <linux/wait.h>
21 #include <linux/bio.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/buffer_head.h>
24 #include <linux/blkdev.h>
25 #include <linux/random.h>
26 #include <linux/iocontext.h>
27 #include <linux/capability.h>
28 #include <linux/ratelimit.h>
29 #include <linux/kthread.h>
30 #include <linux/raid/pq.h>
31 #include <linux/hash.h>
32 #include <linux/list_sort.h>
33 #include <linux/raid/xor.h>
34 #include <linux/vmalloc.h>
35 #include <asm/div64.h>
36 #include "ctree.h"
37 #include "extent_map.h"
38 #include "disk-io.h"
39 #include "transaction.h"
40 #include "print-tree.h"
41 #include "volumes.h"
42 #include "raid56.h"
43 #include "async-thread.h"
44 #include "check-integrity.h"
45 #include "rcu-string.h"
46
47 /* set when additional merges to this rbio are not allowed */
48 #define RBIO_RMW_LOCKED_BIT     1
49
50 /*
51  * set when this rbio is sitting in the hash, but it is just a cache
52  * of past RMW
53  */
54 #define RBIO_CACHE_BIT          2
55
56 /*
57  * set when it is safe to trust the stripe_pages for caching
58  */
59 #define RBIO_CACHE_READY_BIT    3
60
61 #define RBIO_CACHE_SIZE 1024
62
63 enum btrfs_rbio_ops {
64         BTRFS_RBIO_WRITE,
65         BTRFS_RBIO_READ_REBUILD,
66         BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB,
67         BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING,
68 };
69
70 struct btrfs_raid_bio {
71         struct btrfs_fs_info *fs_info;
72         struct btrfs_bio *bbio;
73
74         /* while we're doing rmw on a stripe
75          * we put it into a hash table so we can
76          * lock the stripe and merge more rbios
77          * into it.
78          */
79         struct list_head hash_list;
80
81         /*
82          * LRU list for the stripe cache
83          */
84         struct list_head stripe_cache;
85
86         /*
87          * for scheduling work in the helper threads
88          */
89         struct btrfs_work work;
90
91         /*
92          * bio list and bio_list_lock are used
93          * to add more bios into the stripe
94          * in hopes of avoiding the full rmw
95          */
96         struct bio_list bio_list;
97         spinlock_t bio_list_lock;
98
99         /* also protected by the bio_list_lock, the
100          * plug list is used by the plugging code
101          * to collect partial bios while plugged.  The
102          * stripe locking code also uses it to hand off
103          * the stripe lock to the next pending IO
104          */
105         struct list_head plug_list;
106
107         /*
108          * flags that tell us if it is safe to
109          * merge with this bio
110          */
111         unsigned long flags;
112
113         /* size of each individual stripe on disk */
114         int stripe_len;
115
116         /* number of data stripes (no p/q) */
117         int nr_data;
118
119         int real_stripes;
120
121         int stripe_npages;
122         /*
123          * set if we're doing a parity rebuild
124          * for a read from higher up, which is handled
125          * differently from a parity rebuild as part of
126          * rmw
127          */
128         enum btrfs_rbio_ops operation;
129
130         /* first bad stripe */
131         int faila;
132
133         /* second bad stripe (for raid6 use) */
134         int failb;
135
136         int scrubp;
137         /*
138          * number of pages needed to represent the full
139          * stripe
140          */
141         int nr_pages;
142
143         /*
144          * size of all the bios in the bio_list.  This
145          * helps us decide if the rbio maps to a full
146          * stripe or not
147          */
148         int bio_list_bytes;
149
150         int generic_bio_cnt;
151
152         atomic_t refs;
153
154         atomic_t stripes_pending;
155
156         atomic_t error;
157         /*
158          * these are two arrays of pointers.  We allocate the
159          * rbio big enough to hold them both and setup their
160          * locations when the rbio is allocated
161          */
162
163         /* pointers to pages that we allocated for
164          * reading/writing stripes directly from the disk (including P/Q)
165          */
166         struct page **stripe_pages;
167
168         /*
169          * pointers to the pages in the bio_list.  Stored
170          * here for faster lookup
171          */
172         struct page **bio_pages;
173
174         /*
175          * bitmap to record which horizontal stripe has data
176          */
177         unsigned long *dbitmap;
178 };
179
180 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio);
181 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio);
182 static void rmw_work(struct btrfs_work *work);
183 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work);
184 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio);
185 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio);
186 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio);
187 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed);
188 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio);
189 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
190 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
191
192 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
193                                          int need_check);
194 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio);
195
196 /*
197  * the stripe hash table is used for locking, and to collect
198  * bios in hopes of making a full stripe
199  */
200 int btrfs_alloc_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
201 {
202         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
203         struct btrfs_stripe_hash_table *x;
204         struct btrfs_stripe_hash *cur;
205         struct btrfs_stripe_hash *h;
206         int num_entries = 1 << BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS;
207         int i;
208         int table_size;
209
210         if (info->stripe_hash_table)
211                 return 0;
212
213         /*
214          * The table is large, starting with order 4 and can go as high as
215          * order 7 in case lock debugging is turned on.
216          *
217          * Try harder to allocate and fallback to vmalloc to lower the chance
218          * of a failing mount.
219          */
220         table_size = sizeof(*table) + sizeof(*h) * num_entries;
221         table = kzalloc(table_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN | __GFP_REPEAT);
222         if (!table) {
223                 table = vzalloc(table_size);
224                 if (!table)
225                         return -ENOMEM;
226         }
227
228         spin_lock_init(&table->cache_lock);
229         INIT_LIST_HEAD(&table->stripe_cache);
230
231         h = table->table;
232
233         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
234                 cur = h + i;
235                 INIT_LIST_HEAD(&cur->hash_list);
236                 spin_lock_init(&cur->lock);
237                 init_waitqueue_head(&cur->wait);
238         }
239
240         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
241         if (x)
242                 kvfree(x);
243         return 0;
244 }
245
246 /*
247  * caching an rbio means to copy anything from the
248  * bio_pages array into the stripe_pages array.  We
249  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
250  * to indicate if it has valid data
251  *
252  * once the caching is done, we set the cache ready
253  * bit.
254  */
255 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
256 {
257         int i;
258         char *s;
259         char *d;
260         int ret;
261
262         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
263         if (ret)
264                 return;
265
266         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
267                 if (!rbio->bio_pages[i])
268                         continue;
269
270                 s = kmap(rbio->bio_pages[i]);
271                 d = kmap(rbio->stripe_pages[i]);
272
273                 memcpy(d, s, PAGE_SIZE);
274
275                 kunmap(rbio->bio_pages[i]);
276                 kunmap(rbio->stripe_pages[i]);
277                 SetPageUptodate(rbio->stripe_pages[i]);
278         }
279         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
280 }
281
282 /*
283  * we hash on the first logical address of the stripe
284  */
285 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
286 {
287         u64 num = rbio->bbio->raid_map[0];
288
289         /*
290          * we shift down quite a bit.  We're using byte
291          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
292          * This tends to upset hash_64, and it consistently
293          * returns just one or two different values.
294          *
295          * shifting off the lower bits fixes things.
296          */
297         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
298 }
299
300 /*
301  * stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe
302  * array in the source rbio and putting them into the destination rbio
303  */
304 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
305 {
306         int i;
307         struct page *s;
308         struct page *d;
309
310         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
311                 return;
312
313         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
314                 s = src->stripe_pages[i];
315                 if (!s || !PageUptodate(s)) {
316                         continue;
317                 }
318
319                 d = dest->stripe_pages[i];
320                 if (d)
321                         __free_page(d);
322
323                 dest->stripe_pages[i] = s;
324                 src->stripe_pages[i] = NULL;
325         }
326 }
327
328 /*
329  * merging means we take the bio_list from the victim and
330  * splice it into the destination.  The victim should
331  * be discarded afterwards.
332  *
333  * must be called with dest->rbio_list_lock held
334  */
335 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
336                        struct btrfs_raid_bio *victim)
337 {
338         bio_list_merge(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
339         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
340         dest->generic_bio_cnt += victim->generic_bio_cnt;
341         bio_list_init(&victim->bio_list);
342 }
343
344 /*
345  * used to prune items that are in the cache.  The caller
346  * must hold the hash table lock.
347  */
348 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
349 {
350         int bucket = rbio_bucket(rbio);
351         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
352         struct btrfs_stripe_hash *h;
353         int freeit = 0;
354
355         /*
356          * check the bit again under the hash table lock.
357          */
358         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
359                 return;
360
361         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
362         h = table->table + bucket;
363
364         /* hold the lock for the bucket because we may be
365          * removing it from the hash table
366          */
367         spin_lock(&h->lock);
368
369         /*
370          * hold the lock for the bio list because we need
371          * to make sure the bio list is empty
372          */
373         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
374
375         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
376                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
377                 table->cache_size -= 1;
378                 freeit = 1;
379
380                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
381                  * still involved in an IO.  We take it out
382                  * of the cache list, and drop the ref that
383                  * was held for the list.
384                  *
385                  * If the bio_list was empty, we also remove
386                  * the rbio from the hash_table, and drop
387                  * the corresponding ref
388                  */
389                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
390                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
391                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
392                                 atomic_dec(&rbio->refs);
393                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
394                         }
395                 }
396         }
397
398         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
399         spin_unlock(&h->lock);
400
401         if (freeit)
402                 __free_raid_bio(rbio);
403 }
404
405 /*
406  * prune a given rbio from the cache
407  */
408 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
409 {
410         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
411         unsigned long flags;
412
413         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
414                 return;
415
416         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
417
418         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
419         __remove_rbio_from_cache(rbio);
420         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
421 }
422
423 /*
424  * remove everything in the cache
425  */
426 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
427 {
428         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
429         unsigned long flags;
430         struct btrfs_raid_bio *rbio;
431
432         table = info->stripe_hash_table;
433
434         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
435         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
436                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
437                                   struct btrfs_raid_bio,
438                                   stripe_cache);
439                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
440         }
441         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
442 }
443
444 /*
445  * remove all cached entries and free the hash table
446  * used by unmount
447  */
448 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
449 {
450         if (!info->stripe_hash_table)
451                 return;
452         btrfs_clear_rbio_cache(info);
453         kvfree(info->stripe_hash_table);
454         info->stripe_hash_table = NULL;
455 }
456
457 /*
458  * insert an rbio into the stripe cache.  It
459  * must have already been prepared by calling
460  * cache_rbio_pages
461  *
462  * If this rbio was already cached, it gets
463  * moved to the front of the lru.
464  *
465  * If the size of the rbio cache is too big, we
466  * prune an item.
467  */
468 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
469 {
470         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
471         unsigned long flags;
472
473         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
474                 return;
475
476         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
477
478         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
479         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
480
481         /* bump our ref if we were not in the list before */
482         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
483                 atomic_inc(&rbio->refs);
484
485         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
486                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
487         } else {
488                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
489                 table->cache_size += 1;
490         }
491
492         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
493
494         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
495                 struct btrfs_raid_bio *found;
496
497                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
498                                   struct btrfs_raid_bio,
499                                   stripe_cache);
500
501                 if (found != rbio)
502                         __remove_rbio_from_cache(found);
503         }
504
505         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
506 }
507
508 /*
509  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
510  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
511  * loop through.
512  */
513 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
514 {
515         int src_off = 0;
516         int xor_src_cnt = 0;
517         void *dest = pages[src_cnt];
518
519         while(src_cnt > 0) {
520                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
521                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
522
523                 src_cnt -= xor_src_cnt;
524                 src_off += xor_src_cnt;
525         }
526 }
527
528 /*
529  * returns true if the bio list inside this rbio
530  * covers an entire stripe (no rmw required).
531  * Must be called with the bio list lock held, or
532  * at a time when you know it is impossible to add
533  * new bios into the list
534  */
535 static int __rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
536 {
537         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
538         int ret = 1;
539
540         if (size != rbio->nr_data * rbio->stripe_len)
541                 ret = 0;
542
543         BUG_ON(size > rbio->nr_data * rbio->stripe_len);
544         return ret;
545 }
546
547 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
548 {
549         unsigned long flags;
550         int ret;
551
552         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
553         ret = __rbio_is_full(rbio);
554         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
555         return ret;
556 }
557
558 /*
559  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
560  * The merging is safe if the two rbios correspond to
561  * the same stripe and if they are both going in the same
562  * direction (read vs write), and if neither one is
563  * locked for final IO
564  *
565  * The caller is responsible for locking such that
566  * rmw_locked is safe to test
567  */
568 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
569                           struct btrfs_raid_bio *cur)
570 {
571         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
572             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
573                 return 0;
574
575         /*
576          * we can't merge with cached rbios, since the
577          * idea is that when we merge the destination
578          * rbio is going to run our IO for us.  We can
579          * steal from cached rbios though, other functions
580          * handle that.
581          */
582         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
583             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
584                 return 0;
585
586         if (last->bbio->raid_map[0] !=
587             cur->bbio->raid_map[0])
588                 return 0;
589
590         /* we can't merge with different operations */
591         if (last->operation != cur->operation)
592                 return 0;
593         /*
594          * We've need read the full stripe from the drive.
595          * check and repair the parity and write the new results.
596          *
597          * We're not allowed to add any new bios to the
598          * bio list here, anyone else that wants to
599          * change this stripe needs to do their own rmw.
600          */
601         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB ||
602             cur->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
603                 return 0;
604
605         if (last->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING ||
606             cur->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
607                 return 0;
608
609         return 1;
610 }
611
612 static int rbio_stripe_page_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
613                                   int index)
614 {
615         return stripe * rbio->stripe_npages + index;
616 }
617
618 /*
619  * these are just the pages from the rbio array, not from anything
620  * the FS sent down to us
621  */
622 static struct page *rbio_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
623                                      int index)
624 {
625         return rbio->stripe_pages[rbio_stripe_page_index(rbio, stripe, index)];
626 }
627
628 /*
629  * helper to index into the pstripe
630  */
631 static struct page *rbio_pstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
632 {
633         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data, index);
634 }
635
636 /*
637  * helper to index into the qstripe, returns null
638  * if there is no qstripe
639  */
640 static struct page *rbio_qstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
641 {
642         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
643                 return NULL;
644         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data + 1, index);
645 }
646
647 /*
648  * The first stripe in the table for a logical address
649  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
650  *
651  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
652  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
653  * themselves.
654  *
655  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
656  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
657  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
658  *
659  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
660  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
661  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
662  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
663  * 1 is returned
664  *
665  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
666  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
667  * already been freed.
668  */
669 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
670 {
671         int bucket = rbio_bucket(rbio);
672         struct btrfs_stripe_hash *h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
673         struct btrfs_raid_bio *cur;
674         struct btrfs_raid_bio *pending;
675         unsigned long flags;
676         DEFINE_WAIT(wait);
677         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
678         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
679         int ret = 0;
680
681         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
682         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
683                 if (cur->bbio->raid_map[0] == rbio->bbio->raid_map[0]) {
684                         spin_lock(&cur->bio_list_lock);
685
686                         /* can we steal this cached rbio's pages? */
687                         if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
688                             list_empty(&cur->plug_list) &&
689                             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
690                             !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
691                                 list_del_init(&cur->hash_list);
692                                 atomic_dec(&cur->refs);
693
694                                 steal_rbio(cur, rbio);
695                                 cache_drop = cur;
696                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
697
698                                 goto lockit;
699                         }
700
701                         /* can we merge into the lock owner? */
702                         if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
703                                 merge_rbio(cur, rbio);
704                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
705                                 freeit = rbio;
706                                 ret = 1;
707                                 goto out;
708                         }
709
710
711                         /*
712                          * we couldn't merge with the running
713                          * rbio, see if we can merge with the
714                          * pending ones.  We don't have to
715                          * check for rmw_locked because there
716                          * is no way they are inside finish_rmw
717                          * right now
718                          */
719                         list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list,
720                                             plug_list) {
721                                 if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
722                                         merge_rbio(pending, rbio);
723                                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
724                                         freeit = rbio;
725                                         ret = 1;
726                                         goto out;
727                                 }
728                         }
729
730                         /* no merging, put us on the tail of the plug list,
731                          * our rbio will be started with the currently
732                          * running rbio unlocks
733                          */
734                         list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
735                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
736                         ret = 1;
737                         goto out;
738                 }
739         }
740 lockit:
741         atomic_inc(&rbio->refs);
742         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
743 out:
744         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
745         if (cache_drop)
746                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
747         if (freeit)
748                 __free_raid_bio(freeit);
749         return ret;
750 }
751
752 /*
753  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
754  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
755  */
756 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
757 {
758         int bucket;
759         struct btrfs_stripe_hash *h;
760         unsigned long flags;
761         int keep_cache = 0;
762
763         bucket = rbio_bucket(rbio);
764         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
765
766         if (list_empty(&rbio->plug_list))
767                 cache_rbio(rbio);
768
769         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
770         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
771
772         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
773                 /*
774                  * if we're still cached and there is no other IO
775                  * to perform, just leave this rbio here for others
776                  * to steal from later
777                  */
778                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
779                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
780                         keep_cache = 1;
781                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
782                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
783                         goto done;
784                 }
785
786                 list_del_init(&rbio->hash_list);
787                 atomic_dec(&rbio->refs);
788
789                 /*
790                  * we use the plug list to hold all the rbios
791                  * waiting for the chance to lock this stripe.
792                  * hand the lock over to one of them.
793                  */
794                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
795                         struct btrfs_raid_bio *next;
796                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
797
798                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
799                                           plug_list);
800
801                         list_del_init(&rbio->plug_list);
802
803                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
804                         atomic_inc(&next->refs);
805                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
806                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
807
808                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
809                                 async_read_rebuild(next);
810                         else if (next->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
811                                 steal_rbio(rbio, next);
812                                 async_read_rebuild(next);
813                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
814                                 steal_rbio(rbio, next);
815                                 async_rmw_stripe(next);
816                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
817                                 steal_rbio(rbio, next);
818                                 async_scrub_parity(next);
819                         }
820
821                         goto done_nolock;
822                         /*
823                          * The barrier for this waitqueue_active is not needed,
824                          * we're protected by h->lock and can't miss a wakeup.
825                          */
826                 } else if (waitqueue_active(&h->wait)) {
827                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
828                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
829                         wake_up(&h->wait);
830                         goto done_nolock;
831                 }
832         }
833 done:
834         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
835         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
836
837 done_nolock:
838         if (!keep_cache)
839                 remove_rbio_from_cache(rbio);
840 }
841
842 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
843 {
844         int i;
845
846         WARN_ON(atomic_read(&rbio->refs) < 0);
847         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->refs))
848                 return;
849
850         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
851         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
852         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
853
854         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
855                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
856                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
857                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
858                 }
859         }
860
861         btrfs_put_bbio(rbio->bbio);
862         kfree(rbio);
863 }
864
865 static void free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
866 {
867         unlock_stripe(rbio);
868         __free_raid_bio(rbio);
869 }
870
871 /*
872  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
873  * bio_list and calls end_io on them
874  */
875 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, int err)
876 {
877         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
878         struct bio *next;
879
880         if (rbio->generic_bio_cnt)
881                 btrfs_bio_counter_sub(rbio->fs_info, rbio->generic_bio_cnt);
882
883         free_raid_bio(rbio);
884
885         while (cur) {
886                 next = cur->bi_next;
887                 cur->bi_next = NULL;
888                 cur->bi_error = err;
889                 bio_endio(cur);
890                 cur = next;
891         }
892 }
893
894 /*
895  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
896  * get here, we've written a full stripe
897  */
898 static void raid_write_end_io(struct bio *bio)
899 {
900         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
901         int err = bio->bi_error;
902         int max_errors;
903
904         if (err)
905                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
906
907         bio_put(bio);
908
909         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
910                 return;
911
912         err = 0;
913
914         /* OK, we have read all the stripes we need to. */
915         max_errors = (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) ?
916                      0 : rbio->bbio->max_errors;
917         if (atomic_read(&rbio->error) > max_errors)
918                 err = -EIO;
919
920         rbio_orig_end_io(rbio, err);
921 }
922
923 /*
924  * the read/modify/write code wants to use the original bio for
925  * any pages it included, and then use the rbio for everything
926  * else.  This function decides if a given index (stripe number)
927  * and page number in that stripe fall inside the original bio
928  * or the rbio.
929  *
930  * if you set bio_list_only, you'll get a NULL back for any ranges
931  * that are outside the bio_list
932  *
933  * This doesn't take any refs on anything, you get a bare page pointer
934  * and the caller must bump refs as required.
935  *
936  * You must call index_rbio_pages once before you can trust
937  * the answers from this function.
938  */
939 static struct page *page_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
940                                  int index, int pagenr, int bio_list_only)
941 {
942         int chunk_page;
943         struct page *p = NULL;
944
945         chunk_page = index * (rbio->stripe_len >> PAGE_SHIFT) + pagenr;
946
947         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
948         p = rbio->bio_pages[chunk_page];
949         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
950
951         if (p || bio_list_only)
952                 return p;
953
954         return rbio->stripe_pages[chunk_page];
955 }
956
957 /*
958  * number of pages we need for the entire stripe across all the
959  * drives
960  */
961 static unsigned long rbio_nr_pages(unsigned long stripe_len, int nr_stripes)
962 {
963         return DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE) * nr_stripes;
964 }
965
966 /*
967  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
968  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
969  */
970 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
971                                          struct btrfs_bio *bbio,
972                                          u64 stripe_len)
973 {
974         struct btrfs_raid_bio *rbio;
975         int nr_data = 0;
976         int real_stripes = bbio->num_stripes - bbio->num_tgtdevs;
977         int num_pages = rbio_nr_pages(stripe_len, real_stripes);
978         int stripe_npages = DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE);
979         void *p;
980
981         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio) + num_pages * sizeof(struct page *) * 2 +
982                        DIV_ROUND_UP(stripe_npages, BITS_PER_LONG) *
983                        sizeof(long), GFP_NOFS);
984         if (!rbio)
985                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
986
987         bio_list_init(&rbio->bio_list);
988         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
989         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
990         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
991         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
992         rbio->bbio = bbio;
993         rbio->fs_info = fs_info;
994         rbio->stripe_len = stripe_len;
995         rbio->nr_pages = num_pages;
996         rbio->real_stripes = real_stripes;
997         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
998         rbio->faila = -1;
999         rbio->failb = -1;
1000         atomic_set(&rbio->refs, 1);
1001         atomic_set(&rbio->error, 0);
1002         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
1003
1004         /*
1005          * the stripe_pages and bio_pages array point to the extra
1006          * memory we allocated past the end of the rbio
1007          */
1008         p = rbio + 1;
1009         rbio->stripe_pages = p;
1010         rbio->bio_pages = p + sizeof(struct page *) * num_pages;
1011         rbio->dbitmap = p + sizeof(struct page *) * num_pages * 2;
1012
1013         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
1014                 nr_data = real_stripes - 1;
1015         else if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
1016                 nr_data = real_stripes - 2;
1017         else
1018                 BUG();
1019
1020         rbio->nr_data = nr_data;
1021         return rbio;
1022 }
1023
1024 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1025 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1026 {
1027         int i;
1028         struct page *page;
1029
1030         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
1031                 if (rbio->stripe_pages[i])
1032                         continue;
1033                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1034                 if (!page)
1035                         return -ENOMEM;
1036                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1037         }
1038         return 0;
1039 }
1040
1041 /* only allocate pages for p/q stripes */
1042 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1043 {
1044         int i;
1045         struct page *page;
1046
1047         i = rbio_stripe_page_index(rbio, rbio->nr_data, 0);
1048
1049         for (; i < rbio->nr_pages; i++) {
1050                 if (rbio->stripe_pages[i])
1051                         continue;
1052                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1053                 if (!page)
1054                         return -ENOMEM;
1055                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1056         }
1057         return 0;
1058 }
1059
1060 /*
1061  * add a single page from a specific stripe into our list of bios for IO
1062  * this will try to merge into existing bios if possible, and returns
1063  * zero if all went well.
1064  */
1065 static int rbio_add_io_page(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1066                             struct bio_list *bio_list,
1067                             struct page *page,
1068                             int stripe_nr,
1069                             unsigned long page_index,
1070                             unsigned long bio_max_len)
1071 {
1072         struct bio *last = bio_list->tail;
1073         u64 last_end = 0;
1074         int ret;
1075         struct bio *bio;
1076         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1077         u64 disk_start;
1078
1079         stripe = &rbio->bbio->stripes[stripe_nr];
1080         disk_start = stripe->physical + (page_index << PAGE_SHIFT);
1081
1082         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1083         if (!stripe->dev->bdev)
1084                 return fail_rbio_index(rbio, stripe_nr);
1085
1086         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1087         if (last) {
1088                 last_end = (u64)last->bi_iter.bi_sector << 9;
1089                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1090
1091                 /*
1092                  * we can't merge these if they are from different
1093                  * devices or if they are not contiguous
1094                  */
1095                 if (last_end == disk_start && stripe->dev->bdev &&
1096                     !last->bi_error &&
1097                     last->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1098                         ret = bio_add_page(last, page, PAGE_SIZE, 0);
1099                         if (ret == PAGE_SIZE)
1100                                 return 0;
1101                 }
1102         }
1103
1104         /* put a new bio on the list */
1105         bio = btrfs_io_bio_alloc(GFP_NOFS, bio_max_len >> PAGE_SHIFT?:1);
1106         if (!bio)
1107                 return -ENOMEM;
1108
1109         bio->bi_iter.bi_size = 0;
1110         bio->bi_bdev = stripe->dev->bdev;
1111         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1112
1113         bio_add_page(bio, page, PAGE_SIZE, 0);
1114         bio_list_add(bio_list, bio);
1115         return 0;
1116 }
1117
1118 /*
1119  * while we're doing the read/modify/write cycle, we could
1120  * have errors in reading pages off the disk.  This checks
1121  * for errors and if we're not able to read the page it'll
1122  * trigger parity reconstruction.  The rmw will be finished
1123  * after we've reconstructed the failed stripes
1124  */
1125 static void validate_rbio_for_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1126 {
1127         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
1128                 BUG_ON(rbio->faila == rbio->real_stripes - 1);
1129                 __raid56_parity_recover(rbio);
1130         } else {
1131                 finish_rmw(rbio);
1132         }
1133 }
1134
1135 /*
1136  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1137  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1138  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1139  * reconstruction.
1140  *
1141  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1142  */
1143 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1144 {
1145         struct bio *bio;
1146         struct bio_vec *bvec;
1147         u64 start;
1148         unsigned long stripe_offset;
1149         unsigned long page_index;
1150         int i;
1151
1152         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1153         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list) {
1154                 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1155                 stripe_offset = start - rbio->bbio->raid_map[0];
1156                 page_index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
1157
1158                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1159                         rbio->bio_pages[page_index + i] = bvec->bv_page;
1160         }
1161         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1162 }
1163
1164 /*
1165  * this is called from one of two situations.  We either
1166  * have a full stripe from the higher layers, or we've read all
1167  * the missing bits off disk.
1168  *
1169  * This will calculate the parity and then send down any
1170  * changed blocks.
1171  */
1172 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1173 {
1174         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
1175         void *pointers[rbio->real_stripes];
1176         int nr_data = rbio->nr_data;
1177         int stripe;
1178         int pagenr;
1179         int p_stripe = -1;
1180         int q_stripe = -1;
1181         struct bio_list bio_list;
1182         struct bio *bio;
1183         int ret;
1184
1185         bio_list_init(&bio_list);
1186
1187         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
1188                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1189         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
1190                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
1191                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1192         } else {
1193                 BUG();
1194         }
1195
1196         /* at this point we either have a full stripe,
1197          * or we've read the full stripe from the drive.
1198          * recalculate the parity and write the new results.
1199          *
1200          * We're not allowed to add any new bios to the
1201          * bio list here, anyone else that wants to
1202          * change this stripe needs to do their own rmw.
1203          */
1204         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1205         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1206         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1207
1208         atomic_set(&rbio->error, 0);
1209
1210         /*
1211          * now that we've set rmw_locked, run through the
1212          * bio list one last time and map the page pointers
1213          *
1214          * We don't cache full rbios because we're assuming
1215          * the higher layers are unlikely to use this area of
1216          * the disk again soon.  If they do use it again,
1217          * hopefully they will send another full bio.
1218          */
1219         index_rbio_pages(rbio);
1220         if (!rbio_is_full(rbio))
1221                 cache_rbio_pages(rbio);
1222         else
1223                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1224
1225         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1226                 struct page *p;
1227                 /* first collect one page from each data stripe */
1228                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
1229                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1230                         pointers[stripe] = kmap(p);
1231                 }
1232
1233                 /* then add the parity stripe */
1234                 p = rbio_pstripe_page(rbio, pagenr);
1235                 SetPageUptodate(p);
1236                 pointers[stripe++] = kmap(p);
1237
1238                 if (q_stripe != -1) {
1239
1240                         /*
1241                          * raid6, add the qstripe and call the
1242                          * library function to fill in our p/q
1243                          */
1244                         p = rbio_qstripe_page(rbio, pagenr);
1245                         SetPageUptodate(p);
1246                         pointers[stripe++] = kmap(p);
1247
1248                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
1249                                                 pointers);
1250                 } else {
1251                         /* raid5 */
1252                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
1253                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1254                 }
1255
1256
1257                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
1258                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
1259         }
1260
1261         /*
1262          * time to start writing.  Make bios for everything from the
1263          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
1264          * everything else.
1265          */
1266         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1267                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1268                         struct page *page;
1269                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1270                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1271                                 if (!page)
1272                                         continue;
1273                         } else {
1274                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1275                         }
1276
1277                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
1278                                        page, stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1279                         if (ret)
1280                                 goto cleanup;
1281                 }
1282         }
1283
1284         if (likely(!bbio->num_tgtdevs))
1285                 goto write_data;
1286
1287         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1288                 if (!bbio->tgtdev_map[stripe])
1289                         continue;
1290
1291                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1292                         struct page *page;
1293                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1294                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1295                                 if (!page)
1296                                         continue;
1297                         } else {
1298                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1299                         }
1300
1301                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1302                                                rbio->bbio->tgtdev_map[stripe],
1303                                                pagenr, rbio->stripe_len);
1304                         if (ret)
1305                                 goto cleanup;
1306                 }
1307         }
1308
1309 write_data:
1310         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(&bio_list));
1311         BUG_ON(atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
1312
1313         while (1) {
1314                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1315                 if (!bio)
1316                         break;
1317
1318                 bio->bi_private = rbio;
1319                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
1320                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
1321
1322                 submit_bio(bio);
1323         }
1324         return;
1325
1326 cleanup:
1327         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1328 }
1329
1330 /*
1331  * helper to find the stripe number for a given bio.  Used to figure out which
1332  * stripe has failed.  This expects the bio to correspond to a physical disk,
1333  * so it looks up based on physical sector numbers.
1334  */
1335 static int find_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1336                            struct bio *bio)
1337 {
1338         u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector;
1339         u64 stripe_start;
1340         int i;
1341         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1342
1343         physical <<= 9;
1344
1345         for (i = 0; i < rbio->bbio->num_stripes; i++) {
1346                 stripe = &rbio->bbio->stripes[i];
1347                 stripe_start = stripe->physical;
1348                 if (physical >= stripe_start &&
1349                     physical < stripe_start + rbio->stripe_len &&
1350                     bio->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1351                         return i;
1352                 }
1353         }
1354         return -1;
1355 }
1356
1357 /*
1358  * helper to find the stripe number for a given
1359  * bio (before mapping).  Used to figure out which stripe has
1360  * failed.  This looks up based on logical block numbers.
1361  */
1362 static int find_logical_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1363                                    struct bio *bio)
1364 {
1365         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector;
1366         u64 stripe_start;
1367         int i;
1368
1369         logical <<= 9;
1370
1371         for (i = 0; i < rbio->nr_data; i++) {
1372                 stripe_start = rbio->bbio->raid_map[i];
1373                 if (logical >= stripe_start &&
1374                     logical < stripe_start + rbio->stripe_len) {
1375                         return i;
1376                 }
1377         }
1378         return -1;
1379 }
1380
1381 /*
1382  * returns -EIO if we had too many failures
1383  */
1384 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed)
1385 {
1386         unsigned long flags;
1387         int ret = 0;
1388
1389         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
1390
1391         /* we already know this stripe is bad, move on */
1392         if (rbio->faila == failed || rbio->failb == failed)
1393                 goto out;
1394
1395         if (rbio->faila == -1) {
1396                 /* first failure on this rbio */
1397                 rbio->faila = failed;
1398                 atomic_inc(&rbio->error);
1399         } else if (rbio->failb == -1) {
1400                 /* second failure on this rbio */
1401                 rbio->failb = failed;
1402                 atomic_inc(&rbio->error);
1403         } else {
1404                 ret = -EIO;
1405         }
1406 out:
1407         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
1408
1409         return ret;
1410 }
1411
1412 /*
1413  * helper to fail a stripe based on a physical disk
1414  * bio.
1415  */
1416 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1417                            struct bio *bio)
1418 {
1419         int failed = find_bio_stripe(rbio, bio);
1420
1421         if (failed < 0)
1422                 return -EIO;
1423
1424         return fail_rbio_index(rbio, failed);
1425 }
1426
1427 /*
1428  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1429  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1430  */
1431 static void set_bio_pages_uptodate(struct bio *bio)
1432 {
1433         struct bio_vec *bvec;
1434         int i;
1435
1436         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1437                 SetPageUptodate(bvec->bv_page);
1438 }
1439
1440 /*
1441  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
1442  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
1443  * stripe.
1444  *
1445  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
1446  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
1447  */
1448 static void raid_rmw_end_io(struct bio *bio)
1449 {
1450         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1451
1452         if (bio->bi_error)
1453                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1454         else
1455                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1456
1457         bio_put(bio);
1458
1459         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1460                 return;
1461
1462         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
1463                 goto cleanup;
1464
1465         /*
1466          * this will normally call finish_rmw to start our write
1467          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
1468          * from parity first
1469          */
1470         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1471         return;
1472
1473 cleanup:
1474
1475         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1476 }
1477
1478 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1479 {
1480         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper, rmw_work, NULL, NULL);
1481         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1482 }
1483
1484 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1485 {
1486         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1487                         read_rebuild_work, NULL, NULL);
1488
1489         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1490 }
1491
1492 /*
1493  * the stripe must be locked by the caller.  It will
1494  * unlock after all the writes are done
1495  */
1496 static int raid56_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1497 {
1498         int bios_to_read = 0;
1499         struct bio_list bio_list;
1500         int ret;
1501         int pagenr;
1502         int stripe;
1503         struct bio *bio;
1504
1505         bio_list_init(&bio_list);
1506
1507         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
1508         if (ret)
1509                 goto cleanup;
1510
1511         index_rbio_pages(rbio);
1512
1513         atomic_set(&rbio->error, 0);
1514         /*
1515          * build a list of bios to read all the missing parts of this
1516          * stripe
1517          */
1518         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1519                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1520                         struct page *page;
1521                         /*
1522                          * we want to find all the pages missing from
1523                          * the rbio and read them from the disk.  If
1524                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
1525                          * we don't need to read it off the stripe.
1526                          */
1527                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1528                         if (page)
1529                                 continue;
1530
1531                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1532                         /*
1533                          * the bio cache may have handed us an uptodate
1534                          * page.  If so, be happy and use it
1535                          */
1536                         if (PageUptodate(page))
1537                                 continue;
1538
1539                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1540                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1541                         if (ret)
1542                                 goto cleanup;
1543                 }
1544         }
1545
1546         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
1547         if (!bios_to_read) {
1548                 /*
1549                  * this can happen if others have merged with
1550                  * us, it means there is nothing left to read.
1551                  * But if there are missing devices it may not be
1552                  * safe to do the full stripe write yet.
1553                  */
1554                 goto finish;
1555         }
1556
1557         /*
1558          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
1559          * not to touch it after that
1560          */
1561         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
1562         while (1) {
1563                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1564                 if (!bio)
1565                         break;
1566
1567                 bio->bi_private = rbio;
1568                 bio->bi_end_io = raid_rmw_end_io;
1569                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
1570
1571                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
1572
1573                 submit_bio(bio);
1574         }
1575         /* the actual write will happen once the reads are done */
1576         return 0;
1577
1578 cleanup:
1579         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1580         return -EIO;
1581
1582 finish:
1583         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1584         return 0;
1585 }
1586
1587 /*
1588  * if the upper layers pass in a full stripe, we thank them by only allocating
1589  * enough pages to hold the parity, and sending it all down quickly.
1590  */
1591 static int full_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1592 {
1593         int ret;
1594
1595         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
1596         if (ret) {
1597                 __free_raid_bio(rbio);
1598                 return ret;
1599         }
1600
1601         ret = lock_stripe_add(rbio);
1602         if (ret == 0)
1603                 finish_rmw(rbio);
1604         return 0;
1605 }
1606
1607 /*
1608  * partial stripe writes get handed over to async helpers.
1609  * We're really hoping to merge a few more writes into this
1610  * rbio before calculating new parity
1611  */
1612 static int partial_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1613 {
1614         int ret;
1615
1616         ret = lock_stripe_add(rbio);
1617         if (ret == 0)
1618                 async_rmw_stripe(rbio);
1619         return 0;
1620 }
1621
1622 /*
1623  * sometimes while we were reading from the drive to
1624  * recalculate parity, enough new bios come into create
1625  * a full stripe.  So we do a check here to see if we can
1626  * go directly to finish_rmw
1627  */
1628 static int __raid56_parity_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1629 {
1630         /* head off into rmw land if we don't have a full stripe */
1631         if (!rbio_is_full(rbio))
1632                 return partial_stripe_write(rbio);
1633         return full_stripe_write(rbio);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1638  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1639  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1640  * we sort the list by logical block number and merge
1641  * everything we can into the same rbios
1642  */
1643 struct btrfs_plug_cb {
1644         struct blk_plug_cb cb;
1645         struct btrfs_fs_info *info;
1646         struct list_head rbio_list;
1647         struct btrfs_work work;
1648 };
1649
1650 /*
1651  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1652  */
1653 static int plug_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1654 {
1655         struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1656                                                  plug_list);
1657         struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1658                                                  plug_list);
1659         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1660         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1661
1662         if (a_sector < b_sector)
1663                 return -1;
1664         if (a_sector > b_sector)
1665                 return 1;
1666         return 0;
1667 }
1668
1669 static void run_plug(struct btrfs_plug_cb *plug)
1670 {
1671         struct btrfs_raid_bio *cur;
1672         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1673
1674         /*
1675          * sort our plug list then try to merge
1676          * everything we can in hopes of creating full
1677          * stripes.
1678          */
1679         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1680         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1681                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1682                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1683                 list_del_init(&cur->plug_list);
1684
1685                 if (rbio_is_full(cur)) {
1686                         /* we have a full stripe, send it down */
1687                         full_stripe_write(cur);
1688                         continue;
1689                 }
1690                 if (last) {
1691                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1692                                 merge_rbio(last, cur);
1693                                 __free_raid_bio(cur);
1694                                 continue;
1695
1696                         }
1697                         __raid56_parity_write(last);
1698                 }
1699                 last = cur;
1700         }
1701         if (last) {
1702                 __raid56_parity_write(last);
1703         }
1704         kfree(plug);
1705 }
1706
1707 /*
1708  * if the unplug comes from schedule, we have to push the
1709  * work off to a helper thread
1710  */
1711 static void unplug_work(struct btrfs_work *work)
1712 {
1713         struct btrfs_plug_cb *plug;
1714         plug = container_of(work, struct btrfs_plug_cb, work);
1715         run_plug(plug);
1716 }
1717
1718 static void btrfs_raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1719 {
1720         struct btrfs_plug_cb *plug;
1721         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1722
1723         if (from_schedule) {
1724                 btrfs_init_work(&plug->work, btrfs_rmw_helper,
1725                                 unplug_work, NULL, NULL);
1726                 btrfs_queue_work(plug->info->rmw_workers,
1727                                  &plug->work);
1728                 return;
1729         }
1730         run_plug(plug);
1731 }
1732
1733 /*
1734  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1735  */
1736 int raid56_parity_write(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
1737                         struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
1738 {
1739         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1740         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1741         struct blk_plug_cb *cb;
1742         int ret;
1743
1744         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
1745         if (IS_ERR(rbio)) {
1746                 btrfs_put_bbio(bbio);
1747                 return PTR_ERR(rbio);
1748         }
1749         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
1750         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
1751         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1752
1753         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
1754         rbio->generic_bio_cnt = 1;
1755
1756         /*
1757          * don't plug on full rbios, just get them out the door
1758          * as quickly as we can
1759          */
1760         if (rbio_is_full(rbio)) {
1761                 ret = full_stripe_write(rbio);
1762                 if (ret)
1763                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1764                 return ret;
1765         }
1766
1767         cb = blk_check_plugged(btrfs_raid_unplug, fs_info, sizeof(*plug));
1768         if (cb) {
1769                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1770                 if (!plug->info) {
1771                         plug->info = fs_info;
1772                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1773                 }
1774                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1775                 ret = 0;
1776         } else {
1777                 ret = __raid56_parity_write(rbio);
1778                 if (ret)
1779                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1780         }
1781         return ret;
1782 }
1783
1784 /*
1785  * all parity reconstruction happens here.  We've read in everything
1786  * we can find from the drives and this does the heavy lifting of
1787  * sorting the good from the bad.
1788  */
1789 static void __raid_recover_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1790 {
1791         int pagenr, stripe;
1792         void **pointers;
1793         int faila = -1, failb = -1;
1794         struct page *page;
1795         int err;
1796         int i;
1797
1798         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1799         if (!pointers) {
1800                 err = -ENOMEM;
1801                 goto cleanup_io;
1802         }
1803
1804         faila = rbio->faila;
1805         failb = rbio->failb;
1806
1807         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1808             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1809                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1810                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1811                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1812         }
1813
1814         index_rbio_pages(rbio);
1815
1816         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1817                 /*
1818                  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1819                  * which we have data when doing parity scrub.
1820                  */
1821                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1822                     !test_bit(pagenr, rbio->dbitmap))
1823                         continue;
1824
1825                 /* setup our array of pointers with pages
1826                  * from each stripe
1827                  */
1828                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1829                         /*
1830                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1831                          * pages from the bio list
1832                          */
1833                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1834                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1835                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1836                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1837                         } else {
1838                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1839                         }
1840                         pointers[stripe] = kmap(page);
1841                 }
1842
1843                 /* all raid6 handling here */
1844                 if (rbio->bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1845                         /*
1846                          * single failure, rebuild from parity raid5
1847                          * style
1848                          */
1849                         if (failb < 0) {
1850                                 if (faila == rbio->nr_data) {
1851                                         /*
1852                                          * Just the P stripe has failed, without
1853                                          * a bad data or Q stripe.
1854                                          * TODO, we should redo the xor here.
1855                                          */
1856                                         err = -EIO;
1857                                         goto cleanup;
1858                                 }
1859                                 /*
1860                                  * a single failure in raid6 is rebuilt
1861                                  * in the pstripe code below
1862                                  */
1863                                 goto pstripe;
1864                         }
1865
1866                         /* make sure our ps and qs are in order */
1867                         if (faila > failb) {
1868                                 int tmp = failb;
1869                                 failb = faila;
1870                                 faila = tmp;
1871                         }
1872
1873                         /* if the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction
1874                          * from the xors.
1875                          * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1876                          * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1877                          * data they want
1878                          */
1879                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1880                                 if (rbio->bbio->raid_map[faila] ==
1881                                     RAID5_P_STRIPE) {
1882                                         err = -EIO;
1883                                         goto cleanup;
1884                                 }
1885                                 /*
1886                                  * otherwise we have one bad data stripe and
1887                                  * a good P stripe.  raid5!
1888                                  */
1889                                 goto pstripe;
1890                         }
1891
1892                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1893                                 raid6_datap_recov(rbio->real_stripes,
1894                                                   PAGE_SIZE, faila, pointers);
1895                         } else {
1896                                 raid6_2data_recov(rbio->real_stripes,
1897                                                   PAGE_SIZE, faila, failb,
1898                                                   pointers);
1899                         }
1900                 } else {
1901                         void *p;
1902
1903                         /* rebuild from P stripe here (raid5 or raid6) */
1904                         BUG_ON(failb != -1);
1905 pstripe:
1906                         /* Copy parity block into failed block to start with */
1907                         memcpy(pointers[faila],
1908                                pointers[rbio->nr_data],
1909                                PAGE_SIZE);
1910
1911                         /* rearrange the pointer array */
1912                         p = pointers[faila];
1913                         for (stripe = faila; stripe < rbio->nr_data - 1; stripe++)
1914                                 pointers[stripe] = pointers[stripe + 1];
1915                         pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1916
1917                         /* xor in the rest */
1918                         run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1919                 }
1920                 /* if we're doing this rebuild as part of an rmw, go through
1921                  * and set all of our private rbio pages in the
1922                  * failed stripes as uptodate.  This way finish_rmw will
1923                  * know they can be trusted.  If this was a read reconstruction,
1924                  * other endio functions will fiddle the uptodate bits
1925                  */
1926                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
1927                         for (i = 0;  i < rbio->stripe_npages; i++) {
1928                                 if (faila != -1) {
1929                                         page = rbio_stripe_page(rbio, faila, i);
1930                                         SetPageUptodate(page);
1931                                 }
1932                                 if (failb != -1) {
1933                                         page = rbio_stripe_page(rbio, failb, i);
1934                                         SetPageUptodate(page);
1935                                 }
1936                         }
1937                 }
1938                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1939                         /*
1940                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1941                          * pages from the bio list
1942                          */
1943                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1944                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1945                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1946                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1947                         } else {
1948                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1949                         }
1950                         kunmap(page);
1951                 }
1952         }
1953
1954         err = 0;
1955 cleanup:
1956         kfree(pointers);
1957
1958 cleanup_io:
1959         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
1960                 if (err == 0)
1961                         cache_rbio_pages(rbio);
1962                 else
1963                         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1964
1965                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1966         } else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1967                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1968         } else if (err == 0) {
1969                 rbio->faila = -1;
1970                 rbio->failb = -1;
1971
1972                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE)
1973                         finish_rmw(rbio);
1974                 else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
1975                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
1976                 else
1977                         BUG();
1978         } else {
1979                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1980         }
1981 }
1982
1983 /*
1984  * This is called only for stripes we've read from disk to
1985  * reconstruct the parity.
1986  */
1987 static void raid_recover_end_io(struct bio *bio)
1988 {
1989         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1990
1991         /*
1992          * we only read stripe pages off the disk, set them
1993          * up to date if there were no errors
1994          */
1995         if (bio->bi_error)
1996                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1997         else
1998                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1999         bio_put(bio);
2000
2001         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2002                 return;
2003
2004         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2005                 rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2006         else
2007                 __raid_recover_end_io(rbio);
2008 }
2009
2010 /*
2011  * reads everything we need off the disk to reconstruct
2012  * the parity. endio handlers trigger final reconstruction
2013  * when the IO is done.
2014  *
2015  * This is used both for reads from the higher layers and for
2016  * parity construction required to finish a rmw cycle.
2017  */
2018 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2019 {
2020         int bios_to_read = 0;
2021         struct bio_list bio_list;
2022         int ret;
2023         int pagenr;
2024         int stripe;
2025         struct bio *bio;
2026
2027         bio_list_init(&bio_list);
2028
2029         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2030         if (ret)
2031                 goto cleanup;
2032
2033         atomic_set(&rbio->error, 0);
2034
2035         /*
2036          * read everything that hasn't failed.  Thanks to the
2037          * stripe cache, it is possible that some or all of these
2038          * pages are going to be uptodate.
2039          */
2040         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2041                 if (rbio->faila == stripe || rbio->failb == stripe) {
2042                         atomic_inc(&rbio->error);
2043                         continue;
2044                 }
2045
2046                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
2047                         struct page *p;
2048
2049                         /*
2050                          * the rmw code may have already read this
2051                          * page in
2052                          */
2053                         p = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2054                         if (PageUptodate(p))
2055                                 continue;
2056
2057                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2058                                        rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr),
2059                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2060                         if (ret < 0)
2061                                 goto cleanup;
2062                 }
2063         }
2064
2065         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2066         if (!bios_to_read) {
2067                 /*
2068                  * we might have no bios to read just because the pages
2069                  * were up to date, or we might have no bios to read because
2070                  * the devices were gone.
2071                  */
2072                 if (atomic_read(&rbio->error) <= rbio->bbio->max_errors) {
2073                         __raid_recover_end_io(rbio);
2074                         goto out;
2075                 } else {
2076                         goto cleanup;
2077                 }
2078         }
2079
2080         /*
2081          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2082          * not to touch it after that
2083          */
2084         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2085         while (1) {
2086                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2087                 if (!bio)
2088                         break;
2089
2090                 bio->bi_private = rbio;
2091                 bio->bi_end_io = raid_recover_end_io;
2092                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2093
2094                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2095
2096                 submit_bio(bio);
2097         }
2098 out:
2099         return 0;
2100
2101 cleanup:
2102         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
2103             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
2104                 rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2105         return -EIO;
2106 }
2107
2108 /*
2109  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2110  * is really only called when the normal read path had a failure,
2111  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2112  * of the drive.
2113  */
2114 int raid56_parity_recover(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2115                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2116                           int mirror_num, int generic_io)
2117 {
2118         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2119         int ret;
2120
2121         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2122         if (IS_ERR(rbio)) {
2123                 if (generic_io)
2124                         btrfs_put_bbio(bbio);
2125                 return PTR_ERR(rbio);
2126         }
2127
2128         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2129         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2130         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
2131
2132         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2133         if (rbio->faila == -1) {
2134                 btrfs_warn(fs_info,
2135         "%s could not find the bad stripe in raid56 so that we cannot recover any more (bio has logical %llu len %llu, bbio has map_type %llu)",
2136                            __func__, (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9,
2137                            (u64)bio->bi_iter.bi_size, bbio->map_type);
2138                 if (generic_io)
2139                         btrfs_put_bbio(bbio);
2140                 kfree(rbio);
2141                 return -EIO;
2142         }
2143
2144         if (generic_io) {
2145                 btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
2146                 rbio->generic_bio_cnt = 1;
2147         } else {
2148                 btrfs_get_bbio(bbio);
2149         }
2150
2151         /*
2152          * reconstruct from the q stripe if they are
2153          * asking for mirror 3
2154          */
2155         if (mirror_num == 3)
2156                 rbio->failb = rbio->real_stripes - 2;
2157
2158         ret = lock_stripe_add(rbio);
2159
2160         /*
2161          * __raid56_parity_recover will end the bio with
2162          * any errors it hits.  We don't want to return
2163          * its error value up the stack because our caller
2164          * will end up calling bio_endio with any nonzero
2165          * return
2166          */
2167         if (ret == 0)
2168                 __raid56_parity_recover(rbio);
2169         /*
2170          * our rbio has been added to the list of
2171          * rbios that will be handled after the
2172          * currently lock owner is done
2173          */
2174         return 0;
2175
2176 }
2177
2178 static void rmw_work(struct btrfs_work *work)
2179 {
2180         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2181
2182         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2183         raid56_rmw_stripe(rbio);
2184 }
2185
2186 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work)
2187 {
2188         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2189
2190         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2191         __raid56_parity_recover(rbio);
2192 }
2193
2194 /*
2195  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2196  *
2197  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2198  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2199  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2200  */
2201
2202 struct btrfs_raid_bio *
2203 raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2204                                struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2205                                struct btrfs_device *scrub_dev,
2206                                unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2207 {
2208         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2209         int i;
2210
2211         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2212         if (IS_ERR(rbio))
2213                 return NULL;
2214         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2215         /*
2216          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2217          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2218          */
2219         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2220         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2221
2222         for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2223                 if (bbio->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2224                         rbio->scrubp = i;
2225                         break;
2226                 }
2227         }
2228
2229         /* Now we just support the sectorsize equals to page size */
2230         ASSERT(fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE);
2231         ASSERT(rbio->stripe_npages == stripe_nsectors);
2232         bitmap_copy(rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2233
2234         return rbio;
2235 }
2236
2237 /* Used for both parity scrub and missing. */
2238 void raid56_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct page *page,
2239                             u64 logical)
2240 {
2241         int stripe_offset;
2242         int index;
2243
2244         ASSERT(logical >= rbio->bbio->raid_map[0]);
2245         ASSERT(logical + PAGE_SIZE <= rbio->bbio->raid_map[0] +
2246                                 rbio->stripe_len * rbio->nr_data);
2247         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bbio->raid_map[0]);
2248         index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
2249         rbio->bio_pages[index] = page;
2250 }
2251
2252 /*
2253  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2254  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2255  */
2256 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2257 {
2258         int i;
2259         int bit;
2260         int index;
2261         struct page *page;
2262
2263         for_each_set_bit(bit, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2264                 for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2265                         index = i * rbio->stripe_npages + bit;
2266                         if (rbio->stripe_pages[index])
2267                                 continue;
2268
2269                         page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2270                         if (!page)
2271                                 return -ENOMEM;
2272                         rbio->stripe_pages[index] = page;
2273                 }
2274         }
2275         return 0;
2276 }
2277
2278 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2279                                          int need_check)
2280 {
2281         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
2282         void *pointers[rbio->real_stripes];
2283         DECLARE_BITMAP(pbitmap, rbio->stripe_npages);
2284         int nr_data = rbio->nr_data;
2285         int stripe;
2286         int pagenr;
2287         int p_stripe = -1;
2288         int q_stripe = -1;
2289         struct page *p_page = NULL;
2290         struct page *q_page = NULL;
2291         struct bio_list bio_list;
2292         struct bio *bio;
2293         int is_replace = 0;
2294         int ret;
2295
2296         bio_list_init(&bio_list);
2297
2298         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
2299                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2300         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
2301                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
2302                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2303         } else {
2304                 BUG();
2305         }
2306
2307         if (bbio->num_tgtdevs && bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp]) {
2308                 is_replace = 1;
2309                 bitmap_copy(pbitmap, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages);
2310         }
2311
2312         /*
2313          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2314          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2315          * it.
2316          */
2317         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2318
2319         if (!need_check)
2320                 goto writeback;
2321
2322         p_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2323         if (!p_page)
2324                 goto cleanup;
2325         SetPageUptodate(p_page);
2326
2327         if (q_stripe != -1) {
2328                 q_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2329                 if (!q_page) {
2330                         __free_page(p_page);
2331                         goto cleanup;
2332                 }
2333                 SetPageUptodate(q_page);
2334         }
2335
2336         atomic_set(&rbio->error, 0);
2337
2338         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2339                 struct page *p;
2340                 void *parity;
2341                 /* first collect one page from each data stripe */
2342                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2343                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
2344                         pointers[stripe] = kmap(p);
2345                 }
2346
2347                 /* then add the parity stripe */
2348                 pointers[stripe++] = kmap(p_page);
2349
2350                 if (q_stripe != -1) {
2351
2352                         /*
2353                          * raid6, add the qstripe and call the
2354                          * library function to fill in our p/q
2355                          */
2356                         pointers[stripe++] = kmap(q_page);
2357
2358                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
2359                                                 pointers);
2360                 } else {
2361                         /* raid5 */
2362                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
2363                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
2364                 }
2365
2366                 /* Check scrubbing parity and repair it */
2367                 p = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2368                 parity = kmap(p);
2369                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE))
2370                         memcpy(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE);
2371                 else
2372                         /* Parity is right, needn't writeback */
2373                         bitmap_clear(rbio->dbitmap, pagenr, 1);
2374                 kunmap(p);
2375
2376                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
2377                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
2378         }
2379
2380         __free_page(p_page);
2381         if (q_page)
2382                 __free_page(q_page);
2383
2384 writeback:
2385         /*
2386          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2387          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2388          * everything else.
2389          */
2390         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2391                 struct page *page;
2392
2393                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2394                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2395                                page, rbio->scrubp, pagenr, rbio->stripe_len);
2396                 if (ret)
2397                         goto cleanup;
2398         }
2399
2400         if (!is_replace)
2401                 goto submit_write;
2402
2403         for_each_set_bit(pagenr, pbitmap, rbio->stripe_npages) {
2404                 struct page *page;
2405
2406                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2407                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2408                                        bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2409                                        pagenr, rbio->stripe_len);
2410                 if (ret)
2411                         goto cleanup;
2412         }
2413
2414 submit_write:
2415         nr_data = bio_list_size(&bio_list);
2416         if (!nr_data) {
2417                 /* Every parity is right */
2418                 rbio_orig_end_io(rbio, 0);
2419                 return;
2420         }
2421
2422         atomic_set(&rbio->stripes_pending, nr_data);
2423
2424         while (1) {
2425                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2426                 if (!bio)
2427                         break;
2428
2429                 bio->bi_private = rbio;
2430                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
2431                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
2432
2433                 submit_bio(bio);
2434         }
2435         return;
2436
2437 cleanup:
2438         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2439 }
2440
2441 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2442 {
2443         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2444                 return 1;
2445         return 0;
2446 }
2447
2448 /*
2449  * While we're doing the parity check and repair, we could have errors
2450  * in reading pages off the disk.  This checks for errors and if we're
2451  * not able to read the page it'll trigger parity reconstruction.  The
2452  * parity scrub will be finished after we've reconstructed the failed
2453  * stripes
2454  */
2455 static void validate_rbio_for_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2456 {
2457         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2458                 goto cleanup;
2459
2460         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
2461                 int dfail = 0, failp = -1;
2462
2463                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->faila))
2464                         dfail++;
2465                 else if (is_parity_stripe(rbio->faila))
2466                         failp = rbio->faila;
2467
2468                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->failb))
2469                         dfail++;
2470                 else if (is_parity_stripe(rbio->failb))
2471                         failp = rbio->failb;
2472
2473                 /*
2474                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair
2475                  * the data, so the capability of the repair is declined.
2476                  * (In the case of RAID5, we can not repair anything)
2477                  */
2478                 if (dfail > rbio->bbio->max_errors - 1)
2479                         goto cleanup;
2480
2481                 /*
2482                  * If all data is good, only parity is correctly, just
2483                  * repair the parity.
2484                  */
2485                 if (dfail == 0) {
2486                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2487                         return;
2488                 }
2489
2490                 /*
2491                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2492                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity
2493                  * is scrubbing parity, luckily, use the other one to repair
2494                  * the data, or we can not repair the data stripe.
2495                  */
2496                 if (failp != rbio->scrubp)
2497                         goto cleanup;
2498
2499                 __raid_recover_end_io(rbio);
2500         } else {
2501                 finish_parity_scrub(rbio, 1);
2502         }
2503         return;
2504
2505 cleanup:
2506         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2507 }
2508
2509 /*
2510  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
2511  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
2512  * stripe.
2513  *
2514  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
2515  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
2516  */
2517 static void raid56_parity_scrub_end_io(struct bio *bio)
2518 {
2519         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2520
2521         if (bio->bi_error)
2522                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2523         else
2524                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2525
2526         bio_put(bio);
2527
2528         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2529                 return;
2530
2531         /*
2532          * this will normally call finish_rmw to start our write
2533          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
2534          * from parity first
2535          */
2536         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2537 }
2538
2539 static void raid56_parity_scrub_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2540 {
2541         int bios_to_read = 0;
2542         struct bio_list bio_list;
2543         int ret;
2544         int pagenr;
2545         int stripe;
2546         struct bio *bio;
2547
2548         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2549         if (ret)
2550                 goto cleanup;
2551
2552         bio_list_init(&bio_list);
2553
2554         atomic_set(&rbio->error, 0);
2555         /*
2556          * build a list of bios to read all the missing parts of this
2557          * stripe
2558          */
2559         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2560                 for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2561                         struct page *page;
2562                         /*
2563                          * we want to find all the pages missing from
2564                          * the rbio and read them from the disk.  If
2565                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
2566                          * we don't need to read it off the stripe.
2567                          */
2568                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
2569                         if (page)
2570                                 continue;
2571
2572                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2573                         /*
2574                          * the bio cache may have handed us an uptodate
2575                          * page.  If so, be happy and use it
2576                          */
2577                         if (PageUptodate(page))
2578                                 continue;
2579
2580                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2581                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2582                         if (ret)
2583                                 goto cleanup;
2584                 }
2585         }
2586
2587         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2588         if (!bios_to_read) {
2589                 /*
2590                  * this can happen if others have merged with
2591                  * us, it means there is nothing left to read.
2592                  * But if there are missing devices it may not be
2593                  * safe to do the full stripe write yet.
2594                  */
2595                 goto finish;
2596         }
2597
2598         /*
2599          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2600          * not to touch it after that
2601          */
2602         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2603         while (1) {
2604                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2605                 if (!bio)
2606                         break;
2607
2608                 bio->bi_private = rbio;
2609                 bio->bi_end_io = raid56_parity_scrub_end_io;
2610                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2611
2612                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2613
2614                 submit_bio(bio);
2615         }
2616         /* the actual write will happen once the reads are done */
2617         return;
2618
2619 cleanup:
2620         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2621         return;
2622
2623 finish:
2624         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2625 }
2626
2627 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work)
2628 {
2629         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2630
2631         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2632         raid56_parity_scrub_stripe(rbio);
2633 }
2634
2635 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2636 {
2637         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2638                         scrub_parity_work, NULL, NULL);
2639
2640         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2641 }
2642
2643 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2644 {
2645         if (!lock_stripe_add(rbio))
2646                 async_scrub_parity(rbio);
2647 }
2648
2649 /* The following code is used for dev replace of a missing RAID 5/6 device. */
2650
2651 struct btrfs_raid_bio *
2652 raid56_alloc_missing_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2653                           struct btrfs_bio *bbio, u64 length)
2654 {
2655         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2656
2657         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, length);
2658         if (IS_ERR(rbio))
2659                 return NULL;
2660
2661         rbio->operation = BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING;
2662         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2663         /*
2664          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2665          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2666          */
2667         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2668
2669         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2670         if (rbio->faila == -1) {
2671                 BUG();
2672                 kfree(rbio);
2673                 return NULL;
2674         }
2675
2676         return rbio;
2677 }
2678
2679 static void missing_raid56_work(struct btrfs_work *work)
2680 {
2681         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2682
2683         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2684         __raid56_parity_recover(rbio);
2685 }
2686
2687 static void async_missing_raid56(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2688 {
2689         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2690                         missing_raid56_work, NULL, NULL);
2691
2692         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2693 }
2694
2695 void raid56_submit_missing_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2696 {
2697         if (!lock_stripe_add(rbio))
2698                 async_missing_raid56(rbio);
2699 }