]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - fs/btrfs/raid56.c
Merge tag 'scsi-fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jejb/scsi
[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         refcount_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                                 refcount_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                 refcount_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                                 refcount_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         refcount_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                 refcount_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                         refcount_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         if (!refcount_dec_and_test(&rbio->refs))
847                 return;
848
849         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
850         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
851         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
852
853         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
854                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
855                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
856                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
857                 }
858         }
859
860         btrfs_put_bbio(rbio->bbio);
861         kfree(rbio);
862 }
863
864 static void free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
865 {
866         unlock_stripe(rbio);
867         __free_raid_bio(rbio);
868 }
869
870 /*
871  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
872  * bio_list and calls end_io on them
873  */
874 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, int err)
875 {
876         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
877         struct bio *next;
878
879         if (rbio->generic_bio_cnt)
880                 btrfs_bio_counter_sub(rbio->fs_info, rbio->generic_bio_cnt);
881
882         free_raid_bio(rbio);
883
884         while (cur) {
885                 next = cur->bi_next;
886                 cur->bi_next = NULL;
887                 cur->bi_error = err;
888                 bio_endio(cur);
889                 cur = next;
890         }
891 }
892
893 /*
894  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
895  * get here, we've written a full stripe
896  */
897 static void raid_write_end_io(struct bio *bio)
898 {
899         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
900         int err = bio->bi_error;
901         int max_errors;
902
903         if (err)
904                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
905
906         bio_put(bio);
907
908         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
909                 return;
910
911         err = 0;
912
913         /* OK, we have read all the stripes we need to. */
914         max_errors = (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) ?
915                      0 : rbio->bbio->max_errors;
916         if (atomic_read(&rbio->error) > max_errors)
917                 err = -EIO;
918
919         rbio_orig_end_io(rbio, err);
920 }
921
922 /*
923  * the read/modify/write code wants to use the original bio for
924  * any pages it included, and then use the rbio for everything
925  * else.  This function decides if a given index (stripe number)
926  * and page number in that stripe fall inside the original bio
927  * or the rbio.
928  *
929  * if you set bio_list_only, you'll get a NULL back for any ranges
930  * that are outside the bio_list
931  *
932  * This doesn't take any refs on anything, you get a bare page pointer
933  * and the caller must bump refs as required.
934  *
935  * You must call index_rbio_pages once before you can trust
936  * the answers from this function.
937  */
938 static struct page *page_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
939                                  int index, int pagenr, int bio_list_only)
940 {
941         int chunk_page;
942         struct page *p = NULL;
943
944         chunk_page = index * (rbio->stripe_len >> PAGE_SHIFT) + pagenr;
945
946         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
947         p = rbio->bio_pages[chunk_page];
948         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
949
950         if (p || bio_list_only)
951                 return p;
952
953         return rbio->stripe_pages[chunk_page];
954 }
955
956 /*
957  * number of pages we need for the entire stripe across all the
958  * drives
959  */
960 static unsigned long rbio_nr_pages(unsigned long stripe_len, int nr_stripes)
961 {
962         return DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE) * nr_stripes;
963 }
964
965 /*
966  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
967  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
968  */
969 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
970                                          struct btrfs_bio *bbio,
971                                          u64 stripe_len)
972 {
973         struct btrfs_raid_bio *rbio;
974         int nr_data = 0;
975         int real_stripes = bbio->num_stripes - bbio->num_tgtdevs;
976         int num_pages = rbio_nr_pages(stripe_len, real_stripes);
977         int stripe_npages = DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE);
978         void *p;
979
980         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio) + num_pages * sizeof(struct page *) * 2 +
981                        DIV_ROUND_UP(stripe_npages, BITS_PER_LONG) *
982                        sizeof(long), GFP_NOFS);
983         if (!rbio)
984                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
985
986         bio_list_init(&rbio->bio_list);
987         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
988         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
989         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
990         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
991         rbio->bbio = bbio;
992         rbio->fs_info = fs_info;
993         rbio->stripe_len = stripe_len;
994         rbio->nr_pages = num_pages;
995         rbio->real_stripes = real_stripes;
996         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
997         rbio->faila = -1;
998         rbio->failb = -1;
999         refcount_set(&rbio->refs, 1);
1000         atomic_set(&rbio->error, 0);
1001         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
1002
1003         /*
1004          * the stripe_pages and bio_pages array point to the extra
1005          * memory we allocated past the end of the rbio
1006          */
1007         p = rbio + 1;
1008         rbio->stripe_pages = p;
1009         rbio->bio_pages = p + sizeof(struct page *) * num_pages;
1010         rbio->dbitmap = p + sizeof(struct page *) * num_pages * 2;
1011
1012         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
1013                 nr_data = real_stripes - 1;
1014         else if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
1015                 nr_data = real_stripes - 2;
1016         else
1017                 BUG();
1018
1019         rbio->nr_data = nr_data;
1020         return rbio;
1021 }
1022
1023 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1024 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1025 {
1026         int i;
1027         struct page *page;
1028
1029         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
1030                 if (rbio->stripe_pages[i])
1031                         continue;
1032                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1033                 if (!page)
1034                         return -ENOMEM;
1035                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1036         }
1037         return 0;
1038 }
1039
1040 /* only allocate pages for p/q stripes */
1041 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1042 {
1043         int i;
1044         struct page *page;
1045
1046         i = rbio_stripe_page_index(rbio, rbio->nr_data, 0);
1047
1048         for (; i < rbio->nr_pages; i++) {
1049                 if (rbio->stripe_pages[i])
1050                         continue;
1051                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1052                 if (!page)
1053                         return -ENOMEM;
1054                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1055         }
1056         return 0;
1057 }
1058
1059 /*
1060  * add a single page from a specific stripe into our list of bios for IO
1061  * this will try to merge into existing bios if possible, and returns
1062  * zero if all went well.
1063  */
1064 static int rbio_add_io_page(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1065                             struct bio_list *bio_list,
1066                             struct page *page,
1067                             int stripe_nr,
1068                             unsigned long page_index,
1069                             unsigned long bio_max_len)
1070 {
1071         struct bio *last = bio_list->tail;
1072         u64 last_end = 0;
1073         int ret;
1074         struct bio *bio;
1075         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1076         u64 disk_start;
1077
1078         stripe = &rbio->bbio->stripes[stripe_nr];
1079         disk_start = stripe->physical + (page_index << PAGE_SHIFT);
1080
1081         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1082         if (!stripe->dev->bdev)
1083                 return fail_rbio_index(rbio, stripe_nr);
1084
1085         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1086         if (last) {
1087                 last_end = (u64)last->bi_iter.bi_sector << 9;
1088                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1089
1090                 /*
1091                  * we can't merge these if they are from different
1092                  * devices or if they are not contiguous
1093                  */
1094                 if (last_end == disk_start && stripe->dev->bdev &&
1095                     !last->bi_error &&
1096                     last->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1097                         ret = bio_add_page(last, page, PAGE_SIZE, 0);
1098                         if (ret == PAGE_SIZE)
1099                                 return 0;
1100                 }
1101         }
1102
1103         /* put a new bio on the list */
1104         bio = btrfs_io_bio_alloc(GFP_NOFS, bio_max_len >> PAGE_SHIFT?:1);
1105         if (!bio)
1106                 return -ENOMEM;
1107
1108         bio->bi_iter.bi_size = 0;
1109         bio->bi_bdev = stripe->dev->bdev;
1110         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1111
1112         bio_add_page(bio, page, PAGE_SIZE, 0);
1113         bio_list_add(bio_list, bio);
1114         return 0;
1115 }
1116
1117 /*
1118  * while we're doing the read/modify/write cycle, we could
1119  * have errors in reading pages off the disk.  This checks
1120  * for errors and if we're not able to read the page it'll
1121  * trigger parity reconstruction.  The rmw will be finished
1122  * after we've reconstructed the failed stripes
1123  */
1124 static void validate_rbio_for_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1125 {
1126         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
1127                 BUG_ON(rbio->faila == rbio->real_stripes - 1);
1128                 __raid56_parity_recover(rbio);
1129         } else {
1130                 finish_rmw(rbio);
1131         }
1132 }
1133
1134 /*
1135  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1136  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1137  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1138  * reconstruction.
1139  *
1140  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1141  */
1142 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1143 {
1144         struct bio *bio;
1145         struct bio_vec *bvec;
1146         u64 start;
1147         unsigned long stripe_offset;
1148         unsigned long page_index;
1149         int i;
1150
1151         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1152         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list) {
1153                 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1154                 stripe_offset = start - rbio->bbio->raid_map[0];
1155                 page_index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
1156
1157                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1158                         rbio->bio_pages[page_index + i] = bvec->bv_page;
1159         }
1160         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1161 }
1162
1163 /*
1164  * this is called from one of two situations.  We either
1165  * have a full stripe from the higher layers, or we've read all
1166  * the missing bits off disk.
1167  *
1168  * This will calculate the parity and then send down any
1169  * changed blocks.
1170  */
1171 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1172 {
1173         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
1174         void *pointers[rbio->real_stripes];
1175         int nr_data = rbio->nr_data;
1176         int stripe;
1177         int pagenr;
1178         int p_stripe = -1;
1179         int q_stripe = -1;
1180         struct bio_list bio_list;
1181         struct bio *bio;
1182         int ret;
1183
1184         bio_list_init(&bio_list);
1185
1186         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
1187                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1188         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
1189                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
1190                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1191         } else {
1192                 BUG();
1193         }
1194
1195         /* at this point we either have a full stripe,
1196          * or we've read the full stripe from the drive.
1197          * recalculate the parity and write the new results.
1198          *
1199          * We're not allowed to add any new bios to the
1200          * bio list here, anyone else that wants to
1201          * change this stripe needs to do their own rmw.
1202          */
1203         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1204         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1205         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1206
1207         atomic_set(&rbio->error, 0);
1208
1209         /*
1210          * now that we've set rmw_locked, run through the
1211          * bio list one last time and map the page pointers
1212          *
1213          * We don't cache full rbios because we're assuming
1214          * the higher layers are unlikely to use this area of
1215          * the disk again soon.  If they do use it again,
1216          * hopefully they will send another full bio.
1217          */
1218         index_rbio_pages(rbio);
1219         if (!rbio_is_full(rbio))
1220                 cache_rbio_pages(rbio);
1221         else
1222                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1223
1224         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1225                 struct page *p;
1226                 /* first collect one page from each data stripe */
1227                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
1228                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1229                         pointers[stripe] = kmap(p);
1230                 }
1231
1232                 /* then add the parity stripe */
1233                 p = rbio_pstripe_page(rbio, pagenr);
1234                 SetPageUptodate(p);
1235                 pointers[stripe++] = kmap(p);
1236
1237                 if (q_stripe != -1) {
1238
1239                         /*
1240                          * raid6, add the qstripe and call the
1241                          * library function to fill in our p/q
1242                          */
1243                         p = rbio_qstripe_page(rbio, pagenr);
1244                         SetPageUptodate(p);
1245                         pointers[stripe++] = kmap(p);
1246
1247                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
1248                                                 pointers);
1249                 } else {
1250                         /* raid5 */
1251                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
1252                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1253                 }
1254
1255
1256                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
1257                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
1258         }
1259
1260         /*
1261          * time to start writing.  Make bios for everything from the
1262          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
1263          * everything else.
1264          */
1265         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1266                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1267                         struct page *page;
1268                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1269                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1270                                 if (!page)
1271                                         continue;
1272                         } else {
1273                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1274                         }
1275
1276                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
1277                                        page, stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1278                         if (ret)
1279                                 goto cleanup;
1280                 }
1281         }
1282
1283         if (likely(!bbio->num_tgtdevs))
1284                 goto write_data;
1285
1286         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1287                 if (!bbio->tgtdev_map[stripe])
1288                         continue;
1289
1290                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1291                         struct page *page;
1292                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1293                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1294                                 if (!page)
1295                                         continue;
1296                         } else {
1297                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1298                         }
1299
1300                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1301                                                rbio->bbio->tgtdev_map[stripe],
1302                                                pagenr, rbio->stripe_len);
1303                         if (ret)
1304                                 goto cleanup;
1305                 }
1306         }
1307
1308 write_data:
1309         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(&bio_list));
1310         BUG_ON(atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
1311
1312         while (1) {
1313                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1314                 if (!bio)
1315                         break;
1316
1317                 bio->bi_private = rbio;
1318                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
1319                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
1320
1321                 submit_bio(bio);
1322         }
1323         return;
1324
1325 cleanup:
1326         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1327 }
1328
1329 /*
1330  * helper to find the stripe number for a given bio.  Used to figure out which
1331  * stripe has failed.  This expects the bio to correspond to a physical disk,
1332  * so it looks up based on physical sector numbers.
1333  */
1334 static int find_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1335                            struct bio *bio)
1336 {
1337         u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector;
1338         u64 stripe_start;
1339         int i;
1340         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1341
1342         physical <<= 9;
1343
1344         for (i = 0; i < rbio->bbio->num_stripes; i++) {
1345                 stripe = &rbio->bbio->stripes[i];
1346                 stripe_start = stripe->physical;
1347                 if (physical >= stripe_start &&
1348                     physical < stripe_start + rbio->stripe_len &&
1349                     bio->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1350                         return i;
1351                 }
1352         }
1353         return -1;
1354 }
1355
1356 /*
1357  * helper to find the stripe number for a given
1358  * bio (before mapping).  Used to figure out which stripe has
1359  * failed.  This looks up based on logical block numbers.
1360  */
1361 static int find_logical_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1362                                    struct bio *bio)
1363 {
1364         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector;
1365         u64 stripe_start;
1366         int i;
1367
1368         logical <<= 9;
1369
1370         for (i = 0; i < rbio->nr_data; i++) {
1371                 stripe_start = rbio->bbio->raid_map[i];
1372                 if (logical >= stripe_start &&
1373                     logical < stripe_start + rbio->stripe_len) {
1374                         return i;
1375                 }
1376         }
1377         return -1;
1378 }
1379
1380 /*
1381  * returns -EIO if we had too many failures
1382  */
1383 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed)
1384 {
1385         unsigned long flags;
1386         int ret = 0;
1387
1388         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
1389
1390         /* we already know this stripe is bad, move on */
1391         if (rbio->faila == failed || rbio->failb == failed)
1392                 goto out;
1393
1394         if (rbio->faila == -1) {
1395                 /* first failure on this rbio */
1396                 rbio->faila = failed;
1397                 atomic_inc(&rbio->error);
1398         } else if (rbio->failb == -1) {
1399                 /* second failure on this rbio */
1400                 rbio->failb = failed;
1401                 atomic_inc(&rbio->error);
1402         } else {
1403                 ret = -EIO;
1404         }
1405 out:
1406         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
1407
1408         return ret;
1409 }
1410
1411 /*
1412  * helper to fail a stripe based on a physical disk
1413  * bio.
1414  */
1415 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1416                            struct bio *bio)
1417 {
1418         int failed = find_bio_stripe(rbio, bio);
1419
1420         if (failed < 0)
1421                 return -EIO;
1422
1423         return fail_rbio_index(rbio, failed);
1424 }
1425
1426 /*
1427  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1428  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1429  */
1430 static void set_bio_pages_uptodate(struct bio *bio)
1431 {
1432         struct bio_vec *bvec;
1433         int i;
1434
1435         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1436                 SetPageUptodate(bvec->bv_page);
1437 }
1438
1439 /*
1440  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
1441  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
1442  * stripe.
1443  *
1444  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
1445  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
1446  */
1447 static void raid_rmw_end_io(struct bio *bio)
1448 {
1449         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1450
1451         if (bio->bi_error)
1452                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1453         else
1454                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1455
1456         bio_put(bio);
1457
1458         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1459                 return;
1460
1461         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
1462                 goto cleanup;
1463
1464         /*
1465          * this will normally call finish_rmw to start our write
1466          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
1467          * from parity first
1468          */
1469         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1470         return;
1471
1472 cleanup:
1473
1474         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1475 }
1476
1477 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1478 {
1479         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper, rmw_work, NULL, NULL);
1480         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1481 }
1482
1483 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1484 {
1485         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1486                         read_rebuild_work, NULL, NULL);
1487
1488         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1489 }
1490
1491 /*
1492  * the stripe must be locked by the caller.  It will
1493  * unlock after all the writes are done
1494  */
1495 static int raid56_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1496 {
1497         int bios_to_read = 0;
1498         struct bio_list bio_list;
1499         int ret;
1500         int pagenr;
1501         int stripe;
1502         struct bio *bio;
1503
1504         bio_list_init(&bio_list);
1505
1506         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
1507         if (ret)
1508                 goto cleanup;
1509
1510         index_rbio_pages(rbio);
1511
1512         atomic_set(&rbio->error, 0);
1513         /*
1514          * build a list of bios to read all the missing parts of this
1515          * stripe
1516          */
1517         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1518                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1519                         struct page *page;
1520                         /*
1521                          * we want to find all the pages missing from
1522                          * the rbio and read them from the disk.  If
1523                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
1524                          * we don't need to read it off the stripe.
1525                          */
1526                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1527                         if (page)
1528                                 continue;
1529
1530                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1531                         /*
1532                          * the bio cache may have handed us an uptodate
1533                          * page.  If so, be happy and use it
1534                          */
1535                         if (PageUptodate(page))
1536                                 continue;
1537
1538                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1539                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1540                         if (ret)
1541                                 goto cleanup;
1542                 }
1543         }
1544
1545         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
1546         if (!bios_to_read) {
1547                 /*
1548                  * this can happen if others have merged with
1549                  * us, it means there is nothing left to read.
1550                  * But if there are missing devices it may not be
1551                  * safe to do the full stripe write yet.
1552                  */
1553                 goto finish;
1554         }
1555
1556         /*
1557          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
1558          * not to touch it after that
1559          */
1560         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
1561         while (1) {
1562                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1563                 if (!bio)
1564                         break;
1565
1566                 bio->bi_private = rbio;
1567                 bio->bi_end_io = raid_rmw_end_io;
1568                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
1569
1570                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
1571
1572                 submit_bio(bio);
1573         }
1574         /* the actual write will happen once the reads are done */
1575         return 0;
1576
1577 cleanup:
1578         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1579         return -EIO;
1580
1581 finish:
1582         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1583         return 0;
1584 }
1585
1586 /*
1587  * if the upper layers pass in a full stripe, we thank them by only allocating
1588  * enough pages to hold the parity, and sending it all down quickly.
1589  */
1590 static int full_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1591 {
1592         int ret;
1593
1594         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
1595         if (ret) {
1596                 __free_raid_bio(rbio);
1597                 return ret;
1598         }
1599
1600         ret = lock_stripe_add(rbio);
1601         if (ret == 0)
1602                 finish_rmw(rbio);
1603         return 0;
1604 }
1605
1606 /*
1607  * partial stripe writes get handed over to async helpers.
1608  * We're really hoping to merge a few more writes into this
1609  * rbio before calculating new parity
1610  */
1611 static int partial_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1612 {
1613         int ret;
1614
1615         ret = lock_stripe_add(rbio);
1616         if (ret == 0)
1617                 async_rmw_stripe(rbio);
1618         return 0;
1619 }
1620
1621 /*
1622  * sometimes while we were reading from the drive to
1623  * recalculate parity, enough new bios come into create
1624  * a full stripe.  So we do a check here to see if we can
1625  * go directly to finish_rmw
1626  */
1627 static int __raid56_parity_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1628 {
1629         /* head off into rmw land if we don't have a full stripe */
1630         if (!rbio_is_full(rbio))
1631                 return partial_stripe_write(rbio);
1632         return full_stripe_write(rbio);
1633 }
1634
1635 /*
1636  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1637  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1638  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1639  * we sort the list by logical block number and merge
1640  * everything we can into the same rbios
1641  */
1642 struct btrfs_plug_cb {
1643         struct blk_plug_cb cb;
1644         struct btrfs_fs_info *info;
1645         struct list_head rbio_list;
1646         struct btrfs_work work;
1647 };
1648
1649 /*
1650  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1651  */
1652 static int plug_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1653 {
1654         struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1655                                                  plug_list);
1656         struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1657                                                  plug_list);
1658         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1659         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1660
1661         if (a_sector < b_sector)
1662                 return -1;
1663         if (a_sector > b_sector)
1664                 return 1;
1665         return 0;
1666 }
1667
1668 static void run_plug(struct btrfs_plug_cb *plug)
1669 {
1670         struct btrfs_raid_bio *cur;
1671         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1672
1673         /*
1674          * sort our plug list then try to merge
1675          * everything we can in hopes of creating full
1676          * stripes.
1677          */
1678         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1679         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1680                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1681                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1682                 list_del_init(&cur->plug_list);
1683
1684                 if (rbio_is_full(cur)) {
1685                         /* we have a full stripe, send it down */
1686                         full_stripe_write(cur);
1687                         continue;
1688                 }
1689                 if (last) {
1690                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1691                                 merge_rbio(last, cur);
1692                                 __free_raid_bio(cur);
1693                                 continue;
1694
1695                         }
1696                         __raid56_parity_write(last);
1697                 }
1698                 last = cur;
1699         }
1700         if (last) {
1701                 __raid56_parity_write(last);
1702         }
1703         kfree(plug);
1704 }
1705
1706 /*
1707  * if the unplug comes from schedule, we have to push the
1708  * work off to a helper thread
1709  */
1710 static void unplug_work(struct btrfs_work *work)
1711 {
1712         struct btrfs_plug_cb *plug;
1713         plug = container_of(work, struct btrfs_plug_cb, work);
1714         run_plug(plug);
1715 }
1716
1717 static void btrfs_raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1718 {
1719         struct btrfs_plug_cb *plug;
1720         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1721
1722         if (from_schedule) {
1723                 btrfs_init_work(&plug->work, btrfs_rmw_helper,
1724                                 unplug_work, NULL, NULL);
1725                 btrfs_queue_work(plug->info->rmw_workers,
1726                                  &plug->work);
1727                 return;
1728         }
1729         run_plug(plug);
1730 }
1731
1732 /*
1733  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1734  */
1735 int raid56_parity_write(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
1736                         struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
1737 {
1738         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1739         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1740         struct blk_plug_cb *cb;
1741         int ret;
1742
1743         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
1744         if (IS_ERR(rbio)) {
1745                 btrfs_put_bbio(bbio);
1746                 return PTR_ERR(rbio);
1747         }
1748         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
1749         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
1750         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1751
1752         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
1753         rbio->generic_bio_cnt = 1;
1754
1755         /*
1756          * don't plug on full rbios, just get them out the door
1757          * as quickly as we can
1758          */
1759         if (rbio_is_full(rbio)) {
1760                 ret = full_stripe_write(rbio);
1761                 if (ret)
1762                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1763                 return ret;
1764         }
1765
1766         cb = blk_check_plugged(btrfs_raid_unplug, fs_info, sizeof(*plug));
1767         if (cb) {
1768                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1769                 if (!plug->info) {
1770                         plug->info = fs_info;
1771                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1772                 }
1773                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1774                 ret = 0;
1775         } else {
1776                 ret = __raid56_parity_write(rbio);
1777                 if (ret)
1778                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1779         }
1780         return ret;
1781 }
1782
1783 /*
1784  * all parity reconstruction happens here.  We've read in everything
1785  * we can find from the drives and this does the heavy lifting of
1786  * sorting the good from the bad.
1787  */
1788 static void __raid_recover_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1789 {
1790         int pagenr, stripe;
1791         void **pointers;
1792         int faila = -1, failb = -1;
1793         struct page *page;
1794         int err;
1795         int i;
1796
1797         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1798         if (!pointers) {
1799                 err = -ENOMEM;
1800                 goto cleanup_io;
1801         }
1802
1803         faila = rbio->faila;
1804         failb = rbio->failb;
1805
1806         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1807             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1808                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1809                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1810                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1811         }
1812
1813         index_rbio_pages(rbio);
1814
1815         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1816                 /*
1817                  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1818                  * which we have data when doing parity scrub.
1819                  */
1820                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1821                     !test_bit(pagenr, rbio->dbitmap))
1822                         continue;
1823
1824                 /* setup our array of pointers with pages
1825                  * from each stripe
1826                  */
1827                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1828                         /*
1829                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1830                          * pages from the bio list
1831                          */
1832                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1833                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1834                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1835                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1836                         } else {
1837                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1838                         }
1839                         pointers[stripe] = kmap(page);
1840                 }
1841
1842                 /* all raid6 handling here */
1843                 if (rbio->bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1844                         /*
1845                          * single failure, rebuild from parity raid5
1846                          * style
1847                          */
1848                         if (failb < 0) {
1849                                 if (faila == rbio->nr_data) {
1850                                         /*
1851                                          * Just the P stripe has failed, without
1852                                          * a bad data or Q stripe.
1853                                          * TODO, we should redo the xor here.
1854                                          */
1855                                         err = -EIO;
1856                                         goto cleanup;
1857                                 }
1858                                 /*
1859                                  * a single failure in raid6 is rebuilt
1860                                  * in the pstripe code below
1861                                  */
1862                                 goto pstripe;
1863                         }
1864
1865                         /* make sure our ps and qs are in order */
1866                         if (faila > failb) {
1867                                 int tmp = failb;
1868                                 failb = faila;
1869                                 faila = tmp;
1870                         }
1871
1872                         /* if the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction
1873                          * from the xors.
1874                          * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1875                          * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1876                          * data they want
1877                          */
1878                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1879                                 if (rbio->bbio->raid_map[faila] ==
1880                                     RAID5_P_STRIPE) {
1881                                         err = -EIO;
1882                                         goto cleanup;
1883                                 }
1884                                 /*
1885                                  * otherwise we have one bad data stripe and
1886                                  * a good P stripe.  raid5!
1887                                  */
1888                                 goto pstripe;
1889                         }
1890
1891                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1892                                 raid6_datap_recov(rbio->real_stripes,
1893                                                   PAGE_SIZE, faila, pointers);
1894                         } else {
1895                                 raid6_2data_recov(rbio->real_stripes,
1896                                                   PAGE_SIZE, faila, failb,
1897                                                   pointers);
1898                         }
1899                 } else {
1900                         void *p;
1901
1902                         /* rebuild from P stripe here (raid5 or raid6) */
1903                         BUG_ON(failb != -1);
1904 pstripe:
1905                         /* Copy parity block into failed block to start with */
1906                         memcpy(pointers[faila],
1907                                pointers[rbio->nr_data],
1908                                PAGE_SIZE);
1909
1910                         /* rearrange the pointer array */
1911                         p = pointers[faila];
1912                         for (stripe = faila; stripe < rbio->nr_data - 1; stripe++)
1913                                 pointers[stripe] = pointers[stripe + 1];
1914                         pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1915
1916                         /* xor in the rest */
1917                         run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1918                 }
1919                 /* if we're doing this rebuild as part of an rmw, go through
1920                  * and set all of our private rbio pages in the
1921                  * failed stripes as uptodate.  This way finish_rmw will
1922                  * know they can be trusted.  If this was a read reconstruction,
1923                  * other endio functions will fiddle the uptodate bits
1924                  */
1925                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
1926                         for (i = 0;  i < rbio->stripe_npages; i++) {
1927                                 if (faila != -1) {
1928                                         page = rbio_stripe_page(rbio, faila, i);
1929                                         SetPageUptodate(page);
1930                                 }
1931                                 if (failb != -1) {
1932                                         page = rbio_stripe_page(rbio, failb, i);
1933                                         SetPageUptodate(page);
1934                                 }
1935                         }
1936                 }
1937                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1938                         /*
1939                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1940                          * pages from the bio list
1941                          */
1942                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1943                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1944                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1945                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1946                         } else {
1947                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1948                         }
1949                         kunmap(page);
1950                 }
1951         }
1952
1953         err = 0;
1954 cleanup:
1955         kfree(pointers);
1956
1957 cleanup_io:
1958         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
1959                 if (err == 0)
1960                         cache_rbio_pages(rbio);
1961                 else
1962                         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1963
1964                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1965         } else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1966                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1967         } else if (err == 0) {
1968                 rbio->faila = -1;
1969                 rbio->failb = -1;
1970
1971                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE)
1972                         finish_rmw(rbio);
1973                 else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
1974                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
1975                 else
1976                         BUG();
1977         } else {
1978                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1979         }
1980 }
1981
1982 /*
1983  * This is called only for stripes we've read from disk to
1984  * reconstruct the parity.
1985  */
1986 static void raid_recover_end_io(struct bio *bio)
1987 {
1988         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1989
1990         /*
1991          * we only read stripe pages off the disk, set them
1992          * up to date if there were no errors
1993          */
1994         if (bio->bi_error)
1995                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1996         else
1997                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1998         bio_put(bio);
1999
2000         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2001                 return;
2002
2003         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2004                 rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2005         else
2006                 __raid_recover_end_io(rbio);
2007 }
2008
2009 /*
2010  * reads everything we need off the disk to reconstruct
2011  * the parity. endio handlers trigger final reconstruction
2012  * when the IO is done.
2013  *
2014  * This is used both for reads from the higher layers and for
2015  * parity construction required to finish a rmw cycle.
2016  */
2017 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2018 {
2019         int bios_to_read = 0;
2020         struct bio_list bio_list;
2021         int ret;
2022         int pagenr;
2023         int stripe;
2024         struct bio *bio;
2025
2026         bio_list_init(&bio_list);
2027
2028         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2029         if (ret)
2030                 goto cleanup;
2031
2032         atomic_set(&rbio->error, 0);
2033
2034         /*
2035          * read everything that hasn't failed.  Thanks to the
2036          * stripe cache, it is possible that some or all of these
2037          * pages are going to be uptodate.
2038          */
2039         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2040                 if (rbio->faila == stripe || rbio->failb == stripe) {
2041                         atomic_inc(&rbio->error);
2042                         continue;
2043                 }
2044
2045                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
2046                         struct page *p;
2047
2048                         /*
2049                          * the rmw code may have already read this
2050                          * page in
2051                          */
2052                         p = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2053                         if (PageUptodate(p))
2054                                 continue;
2055
2056                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2057                                        rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr),
2058                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2059                         if (ret < 0)
2060                                 goto cleanup;
2061                 }
2062         }
2063
2064         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2065         if (!bios_to_read) {
2066                 /*
2067                  * we might have no bios to read just because the pages
2068                  * were up to date, or we might have no bios to read because
2069                  * the devices were gone.
2070                  */
2071                 if (atomic_read(&rbio->error) <= rbio->bbio->max_errors) {
2072                         __raid_recover_end_io(rbio);
2073                         goto out;
2074                 } else {
2075                         goto cleanup;
2076                 }
2077         }
2078
2079         /*
2080          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2081          * not to touch it after that
2082          */
2083         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2084         while (1) {
2085                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2086                 if (!bio)
2087                         break;
2088
2089                 bio->bi_private = rbio;
2090                 bio->bi_end_io = raid_recover_end_io;
2091                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2092
2093                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2094
2095                 submit_bio(bio);
2096         }
2097 out:
2098         return 0;
2099
2100 cleanup:
2101         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
2102             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
2103                 rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2104         return -EIO;
2105 }
2106
2107 /*
2108  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2109  * is really only called when the normal read path had a failure,
2110  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2111  * of the drive.
2112  */
2113 int raid56_parity_recover(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2114                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2115                           int mirror_num, int generic_io)
2116 {
2117         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2118         int ret;
2119
2120         if (generic_io) {
2121                 ASSERT(bbio->mirror_num == mirror_num);
2122                 btrfs_io_bio(bio)->mirror_num = mirror_num;
2123         }
2124
2125         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2126         if (IS_ERR(rbio)) {
2127                 if (generic_io)
2128                         btrfs_put_bbio(bbio);
2129                 return PTR_ERR(rbio);
2130         }
2131
2132         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2133         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2134         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
2135
2136         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2137         if (rbio->faila == -1) {
2138                 btrfs_warn(fs_info,
2139         "%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)",
2140                            __func__, (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9,
2141                            (u64)bio->bi_iter.bi_size, bbio->map_type);
2142                 if (generic_io)
2143                         btrfs_put_bbio(bbio);
2144                 kfree(rbio);
2145                 return -EIO;
2146         }
2147
2148         if (generic_io) {
2149                 btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
2150                 rbio->generic_bio_cnt = 1;
2151         } else {
2152                 btrfs_get_bbio(bbio);
2153         }
2154
2155         /*
2156          * reconstruct from the q stripe if they are
2157          * asking for mirror 3
2158          */
2159         if (mirror_num == 3)
2160                 rbio->failb = rbio->real_stripes - 2;
2161
2162         ret = lock_stripe_add(rbio);
2163
2164         /*
2165          * __raid56_parity_recover will end the bio with
2166          * any errors it hits.  We don't want to return
2167          * its error value up the stack because our caller
2168          * will end up calling bio_endio with any nonzero
2169          * return
2170          */
2171         if (ret == 0)
2172                 __raid56_parity_recover(rbio);
2173         /*
2174          * our rbio has been added to the list of
2175          * rbios that will be handled after the
2176          * currently lock owner is done
2177          */
2178         return 0;
2179
2180 }
2181
2182 static void rmw_work(struct btrfs_work *work)
2183 {
2184         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2185
2186         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2187         raid56_rmw_stripe(rbio);
2188 }
2189
2190 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work)
2191 {
2192         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2193
2194         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2195         __raid56_parity_recover(rbio);
2196 }
2197
2198 /*
2199  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2200  *
2201  * Caller must have already increased bio_counter for getting @bbio.
2202  *
2203  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2204  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2205  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2206  */
2207
2208 struct btrfs_raid_bio *
2209 raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2210                                struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2211                                struct btrfs_device *scrub_dev,
2212                                unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2213 {
2214         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2215         int i;
2216
2217         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2218         if (IS_ERR(rbio))
2219                 return NULL;
2220         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2221         /*
2222          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2223          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2224          */
2225         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2226         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2227
2228         for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2229                 if (bbio->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2230                         rbio->scrubp = i;
2231                         break;
2232                 }
2233         }
2234
2235         /* Now we just support the sectorsize equals to page size */
2236         ASSERT(fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE);
2237         ASSERT(rbio->stripe_npages == stripe_nsectors);
2238         bitmap_copy(rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2239
2240         /*
2241          * We have already increased bio_counter when getting bbio, record it
2242          * so we can free it at rbio_orig_end_io().
2243          */
2244         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2245
2246         return rbio;
2247 }
2248
2249 /* Used for both parity scrub and missing. */
2250 void raid56_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct page *page,
2251                             u64 logical)
2252 {
2253         int stripe_offset;
2254         int index;
2255
2256         ASSERT(logical >= rbio->bbio->raid_map[0]);
2257         ASSERT(logical + PAGE_SIZE <= rbio->bbio->raid_map[0] +
2258                                 rbio->stripe_len * rbio->nr_data);
2259         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bbio->raid_map[0]);
2260         index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
2261         rbio->bio_pages[index] = page;
2262 }
2263
2264 /*
2265  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2266  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2267  */
2268 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2269 {
2270         int i;
2271         int bit;
2272         int index;
2273         struct page *page;
2274
2275         for_each_set_bit(bit, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2276                 for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2277                         index = i * rbio->stripe_npages + bit;
2278                         if (rbio->stripe_pages[index])
2279                                 continue;
2280
2281                         page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2282                         if (!page)
2283                                 return -ENOMEM;
2284                         rbio->stripe_pages[index] = page;
2285                 }
2286         }
2287         return 0;
2288 }
2289
2290 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2291                                          int need_check)
2292 {
2293         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
2294         void *pointers[rbio->real_stripes];
2295         DECLARE_BITMAP(pbitmap, rbio->stripe_npages);
2296         int nr_data = rbio->nr_data;
2297         int stripe;
2298         int pagenr;
2299         int p_stripe = -1;
2300         int q_stripe = -1;
2301         struct page *p_page = NULL;
2302         struct page *q_page = NULL;
2303         struct bio_list bio_list;
2304         struct bio *bio;
2305         int is_replace = 0;
2306         int ret;
2307
2308         bio_list_init(&bio_list);
2309
2310         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
2311                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2312         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
2313                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
2314                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2315         } else {
2316                 BUG();
2317         }
2318
2319         if (bbio->num_tgtdevs && bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp]) {
2320                 is_replace = 1;
2321                 bitmap_copy(pbitmap, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages);
2322         }
2323
2324         /*
2325          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2326          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2327          * it.
2328          */
2329         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2330
2331         if (!need_check)
2332                 goto writeback;
2333
2334         p_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2335         if (!p_page)
2336                 goto cleanup;
2337         SetPageUptodate(p_page);
2338
2339         if (q_stripe != -1) {
2340                 q_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2341                 if (!q_page) {
2342                         __free_page(p_page);
2343                         goto cleanup;
2344                 }
2345                 SetPageUptodate(q_page);
2346         }
2347
2348         atomic_set(&rbio->error, 0);
2349
2350         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2351                 struct page *p;
2352                 void *parity;
2353                 /* first collect one page from each data stripe */
2354                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2355                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
2356                         pointers[stripe] = kmap(p);
2357                 }
2358
2359                 /* then add the parity stripe */
2360                 pointers[stripe++] = kmap(p_page);
2361
2362                 if (q_stripe != -1) {
2363
2364                         /*
2365                          * raid6, add the qstripe and call the
2366                          * library function to fill in our p/q
2367                          */
2368                         pointers[stripe++] = kmap(q_page);
2369
2370                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
2371                                                 pointers);
2372                 } else {
2373                         /* raid5 */
2374                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
2375                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
2376                 }
2377
2378                 /* Check scrubbing parity and repair it */
2379                 p = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2380                 parity = kmap(p);
2381                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE))
2382                         memcpy(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE);
2383                 else
2384                         /* Parity is right, needn't writeback */
2385                         bitmap_clear(rbio->dbitmap, pagenr, 1);
2386                 kunmap(p);
2387
2388                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
2389                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
2390         }
2391
2392         __free_page(p_page);
2393         if (q_page)
2394                 __free_page(q_page);
2395
2396 writeback:
2397         /*
2398          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2399          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2400          * everything else.
2401          */
2402         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2403                 struct page *page;
2404
2405                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2406                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2407                                page, rbio->scrubp, pagenr, rbio->stripe_len);
2408                 if (ret)
2409                         goto cleanup;
2410         }
2411
2412         if (!is_replace)
2413                 goto submit_write;
2414
2415         for_each_set_bit(pagenr, pbitmap, rbio->stripe_npages) {
2416                 struct page *page;
2417
2418                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2419                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2420                                        bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2421                                        pagenr, rbio->stripe_len);
2422                 if (ret)
2423                         goto cleanup;
2424         }
2425
2426 submit_write:
2427         nr_data = bio_list_size(&bio_list);
2428         if (!nr_data) {
2429                 /* Every parity is right */
2430                 rbio_orig_end_io(rbio, 0);
2431                 return;
2432         }
2433
2434         atomic_set(&rbio->stripes_pending, nr_data);
2435
2436         while (1) {
2437                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2438                 if (!bio)
2439                         break;
2440
2441                 bio->bi_private = rbio;
2442                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
2443                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
2444
2445                 submit_bio(bio);
2446         }
2447         return;
2448
2449 cleanup:
2450         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2451 }
2452
2453 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2454 {
2455         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2456                 return 1;
2457         return 0;
2458 }
2459
2460 /*
2461  * While we're doing the parity check and repair, we could have errors
2462  * in reading pages off the disk.  This checks for errors and if we're
2463  * not able to read the page it'll trigger parity reconstruction.  The
2464  * parity scrub will be finished after we've reconstructed the failed
2465  * stripes
2466  */
2467 static void validate_rbio_for_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2468 {
2469         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2470                 goto cleanup;
2471
2472         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
2473                 int dfail = 0, failp = -1;
2474
2475                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->faila))
2476                         dfail++;
2477                 else if (is_parity_stripe(rbio->faila))
2478                         failp = rbio->faila;
2479
2480                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->failb))
2481                         dfail++;
2482                 else if (is_parity_stripe(rbio->failb))
2483                         failp = rbio->failb;
2484
2485                 /*
2486                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair
2487                  * the data, so the capability of the repair is declined.
2488                  * (In the case of RAID5, we can not repair anything)
2489                  */
2490                 if (dfail > rbio->bbio->max_errors - 1)
2491                         goto cleanup;
2492
2493                 /*
2494                  * If all data is good, only parity is correctly, just
2495                  * repair the parity.
2496                  */
2497                 if (dfail == 0) {
2498                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2499                         return;
2500                 }
2501
2502                 /*
2503                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2504                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity
2505                  * is scrubbing parity, luckily, use the other one to repair
2506                  * the data, or we can not repair the data stripe.
2507                  */
2508                 if (failp != rbio->scrubp)
2509                         goto cleanup;
2510
2511                 __raid_recover_end_io(rbio);
2512         } else {
2513                 finish_parity_scrub(rbio, 1);
2514         }
2515         return;
2516
2517 cleanup:
2518         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2519 }
2520
2521 /*
2522  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
2523  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
2524  * stripe.
2525  *
2526  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
2527  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
2528  */
2529 static void raid56_parity_scrub_end_io(struct bio *bio)
2530 {
2531         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2532
2533         if (bio->bi_error)
2534                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2535         else
2536                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2537
2538         bio_put(bio);
2539
2540         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2541                 return;
2542
2543         /*
2544          * this will normally call finish_rmw to start our write
2545          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
2546          * from parity first
2547          */
2548         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2549 }
2550
2551 static void raid56_parity_scrub_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2552 {
2553         int bios_to_read = 0;
2554         struct bio_list bio_list;
2555         int ret;
2556         int pagenr;
2557         int stripe;
2558         struct bio *bio;
2559
2560         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2561         if (ret)
2562                 goto cleanup;
2563
2564         bio_list_init(&bio_list);
2565
2566         atomic_set(&rbio->error, 0);
2567         /*
2568          * build a list of bios to read all the missing parts of this
2569          * stripe
2570          */
2571         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2572                 for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2573                         struct page *page;
2574                         /*
2575                          * we want to find all the pages missing from
2576                          * the rbio and read them from the disk.  If
2577                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
2578                          * we don't need to read it off the stripe.
2579                          */
2580                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
2581                         if (page)
2582                                 continue;
2583
2584                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2585                         /*
2586                          * the bio cache may have handed us an uptodate
2587                          * page.  If so, be happy and use it
2588                          */
2589                         if (PageUptodate(page))
2590                                 continue;
2591
2592                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2593                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2594                         if (ret)
2595                                 goto cleanup;
2596                 }
2597         }
2598
2599         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2600         if (!bios_to_read) {
2601                 /*
2602                  * this can happen if others have merged with
2603                  * us, it means there is nothing left to read.
2604                  * But if there are missing devices it may not be
2605                  * safe to do the full stripe write yet.
2606                  */
2607                 goto finish;
2608         }
2609
2610         /*
2611          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2612          * not to touch it after that
2613          */
2614         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2615         while (1) {
2616                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2617                 if (!bio)
2618                         break;
2619
2620                 bio->bi_private = rbio;
2621                 bio->bi_end_io = raid56_parity_scrub_end_io;
2622                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2623
2624                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2625
2626                 submit_bio(bio);
2627         }
2628         /* the actual write will happen once the reads are done */
2629         return;
2630
2631 cleanup:
2632         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2633         return;
2634
2635 finish:
2636         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2637 }
2638
2639 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work)
2640 {
2641         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2642
2643         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2644         raid56_parity_scrub_stripe(rbio);
2645 }
2646
2647 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2648 {
2649         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2650                         scrub_parity_work, NULL, NULL);
2651
2652         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2653 }
2654
2655 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2656 {
2657         if (!lock_stripe_add(rbio))
2658                 async_scrub_parity(rbio);
2659 }
2660
2661 /* The following code is used for dev replace of a missing RAID 5/6 device. */
2662
2663 struct btrfs_raid_bio *
2664 raid56_alloc_missing_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2665                           struct btrfs_bio *bbio, u64 length)
2666 {
2667         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2668
2669         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, length);
2670         if (IS_ERR(rbio))
2671                 return NULL;
2672
2673         rbio->operation = BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING;
2674         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2675         /*
2676          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2677          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2678          */
2679         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2680
2681         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2682         if (rbio->faila == -1) {
2683                 BUG();
2684                 kfree(rbio);
2685                 return NULL;
2686         }
2687
2688         /*
2689          * When we get bbio, we have already increased bio_counter, record it
2690          * so we can free it at rbio_orig_end_io()
2691          */
2692         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2693
2694         return rbio;
2695 }
2696
2697 static void missing_raid56_work(struct btrfs_work *work)
2698 {
2699         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2700
2701         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2702         __raid56_parity_recover(rbio);
2703 }
2704
2705 static void async_missing_raid56(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2706 {
2707         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2708                         missing_raid56_work, NULL, NULL);
2709
2710         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2711 }
2712
2713 void raid56_submit_missing_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2714 {
2715         if (!lock_stripe_add(rbio))
2716                 async_missing_raid56(rbio);
2717 }