]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - fs/btrfs/raid56.c
Merge branch 'for-4.13-part2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kdave...
[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/mm.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 = kvzalloc(table_size, GFP_KERNEL);
222         if (!table)
223                 return -ENOMEM;
224
225         spin_lock_init(&table->cache_lock);
226         INIT_LIST_HEAD(&table->stripe_cache);
227
228         h = table->table;
229
230         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
231                 cur = h + i;
232                 INIT_LIST_HEAD(&cur->hash_list);
233                 spin_lock_init(&cur->lock);
234                 init_waitqueue_head(&cur->wait);
235         }
236
237         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
238         if (x)
239                 kvfree(x);
240         return 0;
241 }
242
243 /*
244  * caching an rbio means to copy anything from the
245  * bio_pages array into the stripe_pages array.  We
246  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
247  * to indicate if it has valid data
248  *
249  * once the caching is done, we set the cache ready
250  * bit.
251  */
252 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
253 {
254         int i;
255         char *s;
256         char *d;
257         int ret;
258
259         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
260         if (ret)
261                 return;
262
263         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
264                 if (!rbio->bio_pages[i])
265                         continue;
266
267                 s = kmap(rbio->bio_pages[i]);
268                 d = kmap(rbio->stripe_pages[i]);
269
270                 memcpy(d, s, PAGE_SIZE);
271
272                 kunmap(rbio->bio_pages[i]);
273                 kunmap(rbio->stripe_pages[i]);
274                 SetPageUptodate(rbio->stripe_pages[i]);
275         }
276         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
277 }
278
279 /*
280  * we hash on the first logical address of the stripe
281  */
282 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
283 {
284         u64 num = rbio->bbio->raid_map[0];
285
286         /*
287          * we shift down quite a bit.  We're using byte
288          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
289          * This tends to upset hash_64, and it consistently
290          * returns just one or two different values.
291          *
292          * shifting off the lower bits fixes things.
293          */
294         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
295 }
296
297 /*
298  * stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe
299  * array in the source rbio and putting them into the destination rbio
300  */
301 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
302 {
303         int i;
304         struct page *s;
305         struct page *d;
306
307         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
308                 return;
309
310         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
311                 s = src->stripe_pages[i];
312                 if (!s || !PageUptodate(s)) {
313                         continue;
314                 }
315
316                 d = dest->stripe_pages[i];
317                 if (d)
318                         __free_page(d);
319
320                 dest->stripe_pages[i] = s;
321                 src->stripe_pages[i] = NULL;
322         }
323 }
324
325 /*
326  * merging means we take the bio_list from the victim and
327  * splice it into the destination.  The victim should
328  * be discarded afterwards.
329  *
330  * must be called with dest->rbio_list_lock held
331  */
332 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
333                        struct btrfs_raid_bio *victim)
334 {
335         bio_list_merge(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
336         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
337         dest->generic_bio_cnt += victim->generic_bio_cnt;
338         bio_list_init(&victim->bio_list);
339 }
340
341 /*
342  * used to prune items that are in the cache.  The caller
343  * must hold the hash table lock.
344  */
345 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
346 {
347         int bucket = rbio_bucket(rbio);
348         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
349         struct btrfs_stripe_hash *h;
350         int freeit = 0;
351
352         /*
353          * check the bit again under the hash table lock.
354          */
355         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
356                 return;
357
358         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
359         h = table->table + bucket;
360
361         /* hold the lock for the bucket because we may be
362          * removing it from the hash table
363          */
364         spin_lock(&h->lock);
365
366         /*
367          * hold the lock for the bio list because we need
368          * to make sure the bio list is empty
369          */
370         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
371
372         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
373                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
374                 table->cache_size -= 1;
375                 freeit = 1;
376
377                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
378                  * still involved in an IO.  We take it out
379                  * of the cache list, and drop the ref that
380                  * was held for the list.
381                  *
382                  * If the bio_list was empty, we also remove
383                  * the rbio from the hash_table, and drop
384                  * the corresponding ref
385                  */
386                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
387                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
388                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
389                                 refcount_dec(&rbio->refs);
390                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
391                         }
392                 }
393         }
394
395         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
396         spin_unlock(&h->lock);
397
398         if (freeit)
399                 __free_raid_bio(rbio);
400 }
401
402 /*
403  * prune a given rbio from the cache
404  */
405 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
406 {
407         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
408         unsigned long flags;
409
410         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
411                 return;
412
413         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
414
415         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
416         __remove_rbio_from_cache(rbio);
417         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
418 }
419
420 /*
421  * remove everything in the cache
422  */
423 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
424 {
425         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
426         unsigned long flags;
427         struct btrfs_raid_bio *rbio;
428
429         table = info->stripe_hash_table;
430
431         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
432         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
433                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
434                                   struct btrfs_raid_bio,
435                                   stripe_cache);
436                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
437         }
438         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
439 }
440
441 /*
442  * remove all cached entries and free the hash table
443  * used by unmount
444  */
445 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
446 {
447         if (!info->stripe_hash_table)
448                 return;
449         btrfs_clear_rbio_cache(info);
450         kvfree(info->stripe_hash_table);
451         info->stripe_hash_table = NULL;
452 }
453
454 /*
455  * insert an rbio into the stripe cache.  It
456  * must have already been prepared by calling
457  * cache_rbio_pages
458  *
459  * If this rbio was already cached, it gets
460  * moved to the front of the lru.
461  *
462  * If the size of the rbio cache is too big, we
463  * prune an item.
464  */
465 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
466 {
467         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
468         unsigned long flags;
469
470         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
471                 return;
472
473         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
474
475         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
476         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
477
478         /* bump our ref if we were not in the list before */
479         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
480                 refcount_inc(&rbio->refs);
481
482         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
483                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
484         } else {
485                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
486                 table->cache_size += 1;
487         }
488
489         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
490
491         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
492                 struct btrfs_raid_bio *found;
493
494                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
495                                   struct btrfs_raid_bio,
496                                   stripe_cache);
497
498                 if (found != rbio)
499                         __remove_rbio_from_cache(found);
500         }
501
502         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
503 }
504
505 /*
506  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
507  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
508  * loop through.
509  */
510 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
511 {
512         int src_off = 0;
513         int xor_src_cnt = 0;
514         void *dest = pages[src_cnt];
515
516         while(src_cnt > 0) {
517                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
518                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
519
520                 src_cnt -= xor_src_cnt;
521                 src_off += xor_src_cnt;
522         }
523 }
524
525 /*
526  * returns true if the bio list inside this rbio
527  * covers an entire stripe (no rmw required).
528  * Must be called with the bio list lock held, or
529  * at a time when you know it is impossible to add
530  * new bios into the list
531  */
532 static int __rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
533 {
534         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
535         int ret = 1;
536
537         if (size != rbio->nr_data * rbio->stripe_len)
538                 ret = 0;
539
540         BUG_ON(size > rbio->nr_data * rbio->stripe_len);
541         return ret;
542 }
543
544 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
545 {
546         unsigned long flags;
547         int ret;
548
549         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
550         ret = __rbio_is_full(rbio);
551         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
552         return ret;
553 }
554
555 /*
556  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
557  * The merging is safe if the two rbios correspond to
558  * the same stripe and if they are both going in the same
559  * direction (read vs write), and if neither one is
560  * locked for final IO
561  *
562  * The caller is responsible for locking such that
563  * rmw_locked is safe to test
564  */
565 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
566                           struct btrfs_raid_bio *cur)
567 {
568         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
569             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
570                 return 0;
571
572         /*
573          * we can't merge with cached rbios, since the
574          * idea is that when we merge the destination
575          * rbio is going to run our IO for us.  We can
576          * steal from cached rbios though, other functions
577          * handle that.
578          */
579         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
580             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
581                 return 0;
582
583         if (last->bbio->raid_map[0] !=
584             cur->bbio->raid_map[0])
585                 return 0;
586
587         /* we can't merge with different operations */
588         if (last->operation != cur->operation)
589                 return 0;
590         /*
591          * We've need read the full stripe from the drive.
592          * check and repair the parity and write the new results.
593          *
594          * We're not allowed to add any new bios to the
595          * bio list here, anyone else that wants to
596          * change this stripe needs to do their own rmw.
597          */
598         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB ||
599             cur->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
600                 return 0;
601
602         if (last->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING ||
603             cur->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
604                 return 0;
605
606         return 1;
607 }
608
609 static int rbio_stripe_page_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
610                                   int index)
611 {
612         return stripe * rbio->stripe_npages + index;
613 }
614
615 /*
616  * these are just the pages from the rbio array, not from anything
617  * the FS sent down to us
618  */
619 static struct page *rbio_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
620                                      int index)
621 {
622         return rbio->stripe_pages[rbio_stripe_page_index(rbio, stripe, index)];
623 }
624
625 /*
626  * helper to index into the pstripe
627  */
628 static struct page *rbio_pstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
629 {
630         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data, index);
631 }
632
633 /*
634  * helper to index into the qstripe, returns null
635  * if there is no qstripe
636  */
637 static struct page *rbio_qstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
638 {
639         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
640                 return NULL;
641         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data + 1, index);
642 }
643
644 /*
645  * The first stripe in the table for a logical address
646  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
647  *
648  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
649  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
650  * themselves.
651  *
652  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
653  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
654  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
655  *
656  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
657  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
658  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
659  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
660  * 1 is returned
661  *
662  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
663  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
664  * already been freed.
665  */
666 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
667 {
668         int bucket = rbio_bucket(rbio);
669         struct btrfs_stripe_hash *h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
670         struct btrfs_raid_bio *cur;
671         struct btrfs_raid_bio *pending;
672         unsigned long flags;
673         DEFINE_WAIT(wait);
674         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
675         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
676         int ret = 0;
677
678         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
679         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
680                 if (cur->bbio->raid_map[0] == rbio->bbio->raid_map[0]) {
681                         spin_lock(&cur->bio_list_lock);
682
683                         /* can we steal this cached rbio's pages? */
684                         if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
685                             list_empty(&cur->plug_list) &&
686                             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
687                             !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
688                                 list_del_init(&cur->hash_list);
689                                 refcount_dec(&cur->refs);
690
691                                 steal_rbio(cur, rbio);
692                                 cache_drop = cur;
693                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
694
695                                 goto lockit;
696                         }
697
698                         /* can we merge into the lock owner? */
699                         if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
700                                 merge_rbio(cur, rbio);
701                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
702                                 freeit = rbio;
703                                 ret = 1;
704                                 goto out;
705                         }
706
707
708                         /*
709                          * we couldn't merge with the running
710                          * rbio, see if we can merge with the
711                          * pending ones.  We don't have to
712                          * check for rmw_locked because there
713                          * is no way they are inside finish_rmw
714                          * right now
715                          */
716                         list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list,
717                                             plug_list) {
718                                 if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
719                                         merge_rbio(pending, rbio);
720                                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
721                                         freeit = rbio;
722                                         ret = 1;
723                                         goto out;
724                                 }
725                         }
726
727                         /* no merging, put us on the tail of the plug list,
728                          * our rbio will be started with the currently
729                          * running rbio unlocks
730                          */
731                         list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
732                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
733                         ret = 1;
734                         goto out;
735                 }
736         }
737 lockit:
738         refcount_inc(&rbio->refs);
739         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
740 out:
741         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
742         if (cache_drop)
743                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
744         if (freeit)
745                 __free_raid_bio(freeit);
746         return ret;
747 }
748
749 /*
750  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
751  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
752  */
753 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
754 {
755         int bucket;
756         struct btrfs_stripe_hash *h;
757         unsigned long flags;
758         int keep_cache = 0;
759
760         bucket = rbio_bucket(rbio);
761         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
762
763         if (list_empty(&rbio->plug_list))
764                 cache_rbio(rbio);
765
766         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
767         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
768
769         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
770                 /*
771                  * if we're still cached and there is no other IO
772                  * to perform, just leave this rbio here for others
773                  * to steal from later
774                  */
775                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
776                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
777                         keep_cache = 1;
778                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
779                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
780                         goto done;
781                 }
782
783                 list_del_init(&rbio->hash_list);
784                 refcount_dec(&rbio->refs);
785
786                 /*
787                  * we use the plug list to hold all the rbios
788                  * waiting for the chance to lock this stripe.
789                  * hand the lock over to one of them.
790                  */
791                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
792                         struct btrfs_raid_bio *next;
793                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
794
795                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
796                                           plug_list);
797
798                         list_del_init(&rbio->plug_list);
799
800                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
801                         refcount_inc(&next->refs);
802                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
803                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
804
805                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
806                                 async_read_rebuild(next);
807                         else if (next->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
808                                 steal_rbio(rbio, next);
809                                 async_read_rebuild(next);
810                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
811                                 steal_rbio(rbio, next);
812                                 async_rmw_stripe(next);
813                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
814                                 steal_rbio(rbio, next);
815                                 async_scrub_parity(next);
816                         }
817
818                         goto done_nolock;
819                         /*
820                          * The barrier for this waitqueue_active is not needed,
821                          * we're protected by h->lock and can't miss a wakeup.
822                          */
823                 } else if (waitqueue_active(&h->wait)) {
824                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
825                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
826                         wake_up(&h->wait);
827                         goto done_nolock;
828                 }
829         }
830 done:
831         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
832         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
833
834 done_nolock:
835         if (!keep_cache)
836                 remove_rbio_from_cache(rbio);
837 }
838
839 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
840 {
841         int i;
842
843         if (!refcount_dec_and_test(&rbio->refs))
844                 return;
845
846         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
847         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
848         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
849
850         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
851                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
852                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
853                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
854                 }
855         }
856
857         btrfs_put_bbio(rbio->bbio);
858         kfree(rbio);
859 }
860
861 static void free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
862 {
863         unlock_stripe(rbio);
864         __free_raid_bio(rbio);
865 }
866
867 /*
868  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
869  * bio_list and calls end_io on them
870  */
871 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, blk_status_t err)
872 {
873         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
874         struct bio *next;
875
876         if (rbio->generic_bio_cnt)
877                 btrfs_bio_counter_sub(rbio->fs_info, rbio->generic_bio_cnt);
878
879         free_raid_bio(rbio);
880
881         while (cur) {
882                 next = cur->bi_next;
883                 cur->bi_next = NULL;
884                 cur->bi_status = err;
885                 bio_endio(cur);
886                 cur = next;
887         }
888 }
889
890 /*
891  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
892  * get here, we've written a full stripe
893  */
894 static void raid_write_end_io(struct bio *bio)
895 {
896         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
897         blk_status_t err = bio->bi_status;
898         int max_errors;
899
900         if (err)
901                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
902
903         bio_put(bio);
904
905         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
906                 return;
907
908         err = 0;
909
910         /* OK, we have read all the stripes we need to. */
911         max_errors = (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) ?
912                      0 : rbio->bbio->max_errors;
913         if (atomic_read(&rbio->error) > max_errors)
914                 err = BLK_STS_IOERR;
915
916         rbio_orig_end_io(rbio, err);
917 }
918
919 /*
920  * the read/modify/write code wants to use the original bio for
921  * any pages it included, and then use the rbio for everything
922  * else.  This function decides if a given index (stripe number)
923  * and page number in that stripe fall inside the original bio
924  * or the rbio.
925  *
926  * if you set bio_list_only, you'll get a NULL back for any ranges
927  * that are outside the bio_list
928  *
929  * This doesn't take any refs on anything, you get a bare page pointer
930  * and the caller must bump refs as required.
931  *
932  * You must call index_rbio_pages once before you can trust
933  * the answers from this function.
934  */
935 static struct page *page_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
936                                  int index, int pagenr, int bio_list_only)
937 {
938         int chunk_page;
939         struct page *p = NULL;
940
941         chunk_page = index * (rbio->stripe_len >> PAGE_SHIFT) + pagenr;
942
943         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
944         p = rbio->bio_pages[chunk_page];
945         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
946
947         if (p || bio_list_only)
948                 return p;
949
950         return rbio->stripe_pages[chunk_page];
951 }
952
953 /*
954  * number of pages we need for the entire stripe across all the
955  * drives
956  */
957 static unsigned long rbio_nr_pages(unsigned long stripe_len, int nr_stripes)
958 {
959         return DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE) * nr_stripes;
960 }
961
962 /*
963  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
964  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
965  */
966 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
967                                          struct btrfs_bio *bbio,
968                                          u64 stripe_len)
969 {
970         struct btrfs_raid_bio *rbio;
971         int nr_data = 0;
972         int real_stripes = bbio->num_stripes - bbio->num_tgtdevs;
973         int num_pages = rbio_nr_pages(stripe_len, real_stripes);
974         int stripe_npages = DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE);
975         void *p;
976
977         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio) + num_pages * sizeof(struct page *) * 2 +
978                        DIV_ROUND_UP(stripe_npages, BITS_PER_LONG) *
979                        sizeof(long), GFP_NOFS);
980         if (!rbio)
981                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
982
983         bio_list_init(&rbio->bio_list);
984         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
985         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
986         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
987         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
988         rbio->bbio = bbio;
989         rbio->fs_info = fs_info;
990         rbio->stripe_len = stripe_len;
991         rbio->nr_pages = num_pages;
992         rbio->real_stripes = real_stripes;
993         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
994         rbio->faila = -1;
995         rbio->failb = -1;
996         refcount_set(&rbio->refs, 1);
997         atomic_set(&rbio->error, 0);
998         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
999
1000         /*
1001          * the stripe_pages and bio_pages array point to the extra
1002          * memory we allocated past the end of the rbio
1003          */
1004         p = rbio + 1;
1005         rbio->stripe_pages = p;
1006         rbio->bio_pages = p + sizeof(struct page *) * num_pages;
1007         rbio->dbitmap = p + sizeof(struct page *) * num_pages * 2;
1008
1009         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
1010                 nr_data = real_stripes - 1;
1011         else if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
1012                 nr_data = real_stripes - 2;
1013         else
1014                 BUG();
1015
1016         rbio->nr_data = nr_data;
1017         return rbio;
1018 }
1019
1020 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1021 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1022 {
1023         int i;
1024         struct page *page;
1025
1026         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
1027                 if (rbio->stripe_pages[i])
1028                         continue;
1029                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1030                 if (!page)
1031                         return -ENOMEM;
1032                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1033         }
1034         return 0;
1035 }
1036
1037 /* only allocate pages for p/q stripes */
1038 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1039 {
1040         int i;
1041         struct page *page;
1042
1043         i = rbio_stripe_page_index(rbio, rbio->nr_data, 0);
1044
1045         for (; i < rbio->nr_pages; i++) {
1046                 if (rbio->stripe_pages[i])
1047                         continue;
1048                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1049                 if (!page)
1050                         return -ENOMEM;
1051                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1052         }
1053         return 0;
1054 }
1055
1056 /*
1057  * add a single page from a specific stripe into our list of bios for IO
1058  * this will try to merge into existing bios if possible, and returns
1059  * zero if all went well.
1060  */
1061 static int rbio_add_io_page(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1062                             struct bio_list *bio_list,
1063                             struct page *page,
1064                             int stripe_nr,
1065                             unsigned long page_index,
1066                             unsigned long bio_max_len)
1067 {
1068         struct bio *last = bio_list->tail;
1069         u64 last_end = 0;
1070         int ret;
1071         struct bio *bio;
1072         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1073         u64 disk_start;
1074
1075         stripe = &rbio->bbio->stripes[stripe_nr];
1076         disk_start = stripe->physical + (page_index << PAGE_SHIFT);
1077
1078         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1079         if (!stripe->dev->bdev)
1080                 return fail_rbio_index(rbio, stripe_nr);
1081
1082         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1083         if (last) {
1084                 last_end = (u64)last->bi_iter.bi_sector << 9;
1085                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1086
1087                 /*
1088                  * we can't merge these if they are from different
1089                  * devices or if they are not contiguous
1090                  */
1091                 if (last_end == disk_start && stripe->dev->bdev &&
1092                     !last->bi_status &&
1093                     last->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1094                         ret = bio_add_page(last, page, PAGE_SIZE, 0);
1095                         if (ret == PAGE_SIZE)
1096                                 return 0;
1097                 }
1098         }
1099
1100         /* put a new bio on the list */
1101         bio = btrfs_io_bio_alloc(bio_max_len >> PAGE_SHIFT ?: 1);
1102         bio->bi_iter.bi_size = 0;
1103         bio->bi_bdev = stripe->dev->bdev;
1104         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1105
1106         bio_add_page(bio, page, PAGE_SIZE, 0);
1107         bio_list_add(bio_list, bio);
1108         return 0;
1109 }
1110
1111 /*
1112  * while we're doing the read/modify/write cycle, we could
1113  * have errors in reading pages off the disk.  This checks
1114  * for errors and if we're not able to read the page it'll
1115  * trigger parity reconstruction.  The rmw will be finished
1116  * after we've reconstructed the failed stripes
1117  */
1118 static void validate_rbio_for_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1119 {
1120         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
1121                 BUG_ON(rbio->faila == rbio->real_stripes - 1);
1122                 __raid56_parity_recover(rbio);
1123         } else {
1124                 finish_rmw(rbio);
1125         }
1126 }
1127
1128 /*
1129  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1130  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1131  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1132  * reconstruction.
1133  *
1134  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1135  */
1136 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1137 {
1138         struct bio *bio;
1139         u64 start;
1140         unsigned long stripe_offset;
1141         unsigned long page_index;
1142
1143         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1144         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list) {
1145                 struct bio_vec bvec;
1146                 struct bvec_iter iter;
1147                 int i = 0;
1148
1149                 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1150                 stripe_offset = start - rbio->bbio->raid_map[0];
1151                 page_index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
1152
1153                 if (bio_flagged(bio, BIO_CLONED))
1154                         bio->bi_iter = btrfs_io_bio(bio)->iter;
1155
1156                 bio_for_each_segment(bvec, bio, iter) {
1157                         rbio->bio_pages[page_index + i] = bvec.bv_page;
1158                         i++;
1159                 }
1160         }
1161         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1162 }
1163
1164 /*
1165  * this is called from one of two situations.  We either
1166  * have a full stripe from the higher layers, or we've read all
1167  * the missing bits off disk.
1168  *
1169  * This will calculate the parity and then send down any
1170  * changed blocks.
1171  */
1172 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1173 {
1174         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
1175         void *pointers[rbio->real_stripes];
1176         int nr_data = rbio->nr_data;
1177         int stripe;
1178         int pagenr;
1179         int p_stripe = -1;
1180         int q_stripe = -1;
1181         struct bio_list bio_list;
1182         struct bio *bio;
1183         int ret;
1184
1185         bio_list_init(&bio_list);
1186
1187         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
1188                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1189         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
1190                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
1191                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1192         } else {
1193                 BUG();
1194         }
1195
1196         /* at this point we either have a full stripe,
1197          * or we've read the full stripe from the drive.
1198          * recalculate the parity and write the new results.
1199          *
1200          * We're not allowed to add any new bios to the
1201          * bio list here, anyone else that wants to
1202          * change this stripe needs to do their own rmw.
1203          */
1204         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1205         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1206         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1207
1208         atomic_set(&rbio->error, 0);
1209
1210         /*
1211          * now that we've set rmw_locked, run through the
1212          * bio list one last time and map the page pointers
1213          *
1214          * We don't cache full rbios because we're assuming
1215          * the higher layers are unlikely to use this area of
1216          * the disk again soon.  If they do use it again,
1217          * hopefully they will send another full bio.
1218          */
1219         index_rbio_pages(rbio);
1220         if (!rbio_is_full(rbio))
1221                 cache_rbio_pages(rbio);
1222         else
1223                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1224
1225         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1226                 struct page *p;
1227                 /* first collect one page from each data stripe */
1228                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
1229                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1230                         pointers[stripe] = kmap(p);
1231                 }
1232
1233                 /* then add the parity stripe */
1234                 p = rbio_pstripe_page(rbio, pagenr);
1235                 SetPageUptodate(p);
1236                 pointers[stripe++] = kmap(p);
1237
1238                 if (q_stripe != -1) {
1239
1240                         /*
1241                          * raid6, add the qstripe and call the
1242                          * library function to fill in our p/q
1243                          */
1244                         p = rbio_qstripe_page(rbio, pagenr);
1245                         SetPageUptodate(p);
1246                         pointers[stripe++] = kmap(p);
1247
1248                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
1249                                                 pointers);
1250                 } else {
1251                         /* raid5 */
1252                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
1253                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1254                 }
1255
1256
1257                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
1258                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
1259         }
1260
1261         /*
1262          * time to start writing.  Make bios for everything from the
1263          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
1264          * everything else.
1265          */
1266         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1267                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1268                         struct page *page;
1269                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1270                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1271                                 if (!page)
1272                                         continue;
1273                         } else {
1274                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1275                         }
1276
1277                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
1278                                        page, stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1279                         if (ret)
1280                                 goto cleanup;
1281                 }
1282         }
1283
1284         if (likely(!bbio->num_tgtdevs))
1285                 goto write_data;
1286
1287         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1288                 if (!bbio->tgtdev_map[stripe])
1289                         continue;
1290
1291                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1292                         struct page *page;
1293                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1294                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1295                                 if (!page)
1296                                         continue;
1297                         } else {
1298                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1299                         }
1300
1301                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1302                                                rbio->bbio->tgtdev_map[stripe],
1303                                                pagenr, rbio->stripe_len);
1304                         if (ret)
1305                                 goto cleanup;
1306                 }
1307         }
1308
1309 write_data:
1310         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(&bio_list));
1311         BUG_ON(atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
1312
1313         while (1) {
1314                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1315                 if (!bio)
1316                         break;
1317
1318                 bio->bi_private = rbio;
1319                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
1320                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
1321
1322                 submit_bio(bio);
1323         }
1324         return;
1325
1326 cleanup:
1327         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1328 }
1329
1330 /*
1331  * helper to find the stripe number for a given bio.  Used to figure out which
1332  * stripe has failed.  This expects the bio to correspond to a physical disk,
1333  * so it looks up based on physical sector numbers.
1334  */
1335 static int find_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1336                            struct bio *bio)
1337 {
1338         u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector;
1339         u64 stripe_start;
1340         int i;
1341         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1342
1343         physical <<= 9;
1344
1345         for (i = 0; i < rbio->bbio->num_stripes; i++) {
1346                 stripe = &rbio->bbio->stripes[i];
1347                 stripe_start = stripe->physical;
1348                 if (physical >= stripe_start &&
1349                     physical < stripe_start + rbio->stripe_len &&
1350                     bio->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1351                         return i;
1352                 }
1353         }
1354         return -1;
1355 }
1356
1357 /*
1358  * helper to find the stripe number for a given
1359  * bio (before mapping).  Used to figure out which stripe has
1360  * failed.  This looks up based on logical block numbers.
1361  */
1362 static int find_logical_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1363                                    struct bio *bio)
1364 {
1365         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector;
1366         u64 stripe_start;
1367         int i;
1368
1369         logical <<= 9;
1370
1371         for (i = 0; i < rbio->nr_data; i++) {
1372                 stripe_start = rbio->bbio->raid_map[i];
1373                 if (logical >= stripe_start &&
1374                     logical < stripe_start + rbio->stripe_len) {
1375                         return i;
1376                 }
1377         }
1378         return -1;
1379 }
1380
1381 /*
1382  * returns -EIO if we had too many failures
1383  */
1384 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed)
1385 {
1386         unsigned long flags;
1387         int ret = 0;
1388
1389         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
1390
1391         /* we already know this stripe is bad, move on */
1392         if (rbio->faila == failed || rbio->failb == failed)
1393                 goto out;
1394
1395         if (rbio->faila == -1) {
1396                 /* first failure on this rbio */
1397                 rbio->faila = failed;
1398                 atomic_inc(&rbio->error);
1399         } else if (rbio->failb == -1) {
1400                 /* second failure on this rbio */
1401                 rbio->failb = failed;
1402                 atomic_inc(&rbio->error);
1403         } else {
1404                 ret = -EIO;
1405         }
1406 out:
1407         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
1408
1409         return ret;
1410 }
1411
1412 /*
1413  * helper to fail a stripe based on a physical disk
1414  * bio.
1415  */
1416 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1417                            struct bio *bio)
1418 {
1419         int failed = find_bio_stripe(rbio, bio);
1420
1421         if (failed < 0)
1422                 return -EIO;
1423
1424         return fail_rbio_index(rbio, failed);
1425 }
1426
1427 /*
1428  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1429  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1430  */
1431 static void set_bio_pages_uptodate(struct bio *bio)
1432 {
1433         struct bio_vec bvec;
1434         struct bvec_iter iter;
1435
1436         if (bio_flagged(bio, BIO_CLONED))
1437                 bio->bi_iter = btrfs_io_bio(bio)->iter;
1438
1439         bio_for_each_segment(bvec, bio, iter)
1440                 SetPageUptodate(bvec.bv_page);
1441 }
1442
1443 /*
1444  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
1445  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
1446  * stripe.
1447  *
1448  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
1449  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
1450  */
1451 static void raid_rmw_end_io(struct bio *bio)
1452 {
1453         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1454
1455         if (bio->bi_status)
1456                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1457         else
1458                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1459
1460         bio_put(bio);
1461
1462         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1463                 return;
1464
1465         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
1466                 goto cleanup;
1467
1468         /*
1469          * this will normally call finish_rmw to start our write
1470          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
1471          * from parity first
1472          */
1473         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1474         return;
1475
1476 cleanup:
1477
1478         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1479 }
1480
1481 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1482 {
1483         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper, rmw_work, NULL, NULL);
1484         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1485 }
1486
1487 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1488 {
1489         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1490                         read_rebuild_work, NULL, NULL);
1491
1492         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1493 }
1494
1495 /*
1496  * the stripe must be locked by the caller.  It will
1497  * unlock after all the writes are done
1498  */
1499 static int raid56_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1500 {
1501         int bios_to_read = 0;
1502         struct bio_list bio_list;
1503         int ret;
1504         int pagenr;
1505         int stripe;
1506         struct bio *bio;
1507
1508         bio_list_init(&bio_list);
1509
1510         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
1511         if (ret)
1512                 goto cleanup;
1513
1514         index_rbio_pages(rbio);
1515
1516         atomic_set(&rbio->error, 0);
1517         /*
1518          * build a list of bios to read all the missing parts of this
1519          * stripe
1520          */
1521         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1522                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1523                         struct page *page;
1524                         /*
1525                          * we want to find all the pages missing from
1526                          * the rbio and read them from the disk.  If
1527                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
1528                          * we don't need to read it off the stripe.
1529                          */
1530                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1531                         if (page)
1532                                 continue;
1533
1534                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1535                         /*
1536                          * the bio cache may have handed us an uptodate
1537                          * page.  If so, be happy and use it
1538                          */
1539                         if (PageUptodate(page))
1540                                 continue;
1541
1542                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1543                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1544                         if (ret)
1545                                 goto cleanup;
1546                 }
1547         }
1548
1549         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
1550         if (!bios_to_read) {
1551                 /*
1552                  * this can happen if others have merged with
1553                  * us, it means there is nothing left to read.
1554                  * But if there are missing devices it may not be
1555                  * safe to do the full stripe write yet.
1556                  */
1557                 goto finish;
1558         }
1559
1560         /*
1561          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
1562          * not to touch it after that
1563          */
1564         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
1565         while (1) {
1566                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1567                 if (!bio)
1568                         break;
1569
1570                 bio->bi_private = rbio;
1571                 bio->bi_end_io = raid_rmw_end_io;
1572                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
1573
1574                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
1575
1576                 submit_bio(bio);
1577         }
1578         /* the actual write will happen once the reads are done */
1579         return 0;
1580
1581 cleanup:
1582         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1583         return -EIO;
1584
1585 finish:
1586         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1587         return 0;
1588 }
1589
1590 /*
1591  * if the upper layers pass in a full stripe, we thank them by only allocating
1592  * enough pages to hold the parity, and sending it all down quickly.
1593  */
1594 static int full_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1595 {
1596         int ret;
1597
1598         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
1599         if (ret) {
1600                 __free_raid_bio(rbio);
1601                 return ret;
1602         }
1603
1604         ret = lock_stripe_add(rbio);
1605         if (ret == 0)
1606                 finish_rmw(rbio);
1607         return 0;
1608 }
1609
1610 /*
1611  * partial stripe writes get handed over to async helpers.
1612  * We're really hoping to merge a few more writes into this
1613  * rbio before calculating new parity
1614  */
1615 static int partial_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1616 {
1617         int ret;
1618
1619         ret = lock_stripe_add(rbio);
1620         if (ret == 0)
1621                 async_rmw_stripe(rbio);
1622         return 0;
1623 }
1624
1625 /*
1626  * sometimes while we were reading from the drive to
1627  * recalculate parity, enough new bios come into create
1628  * a full stripe.  So we do a check here to see if we can
1629  * go directly to finish_rmw
1630  */
1631 static int __raid56_parity_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1632 {
1633         /* head off into rmw land if we don't have a full stripe */
1634         if (!rbio_is_full(rbio))
1635                 return partial_stripe_write(rbio);
1636         return full_stripe_write(rbio);
1637 }
1638
1639 /*
1640  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1641  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1642  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1643  * we sort the list by logical block number and merge
1644  * everything we can into the same rbios
1645  */
1646 struct btrfs_plug_cb {
1647         struct blk_plug_cb cb;
1648         struct btrfs_fs_info *info;
1649         struct list_head rbio_list;
1650         struct btrfs_work work;
1651 };
1652
1653 /*
1654  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1655  */
1656 static int plug_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1657 {
1658         struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1659                                                  plug_list);
1660         struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1661                                                  plug_list);
1662         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1663         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1664
1665         if (a_sector < b_sector)
1666                 return -1;
1667         if (a_sector > b_sector)
1668                 return 1;
1669         return 0;
1670 }
1671
1672 static void run_plug(struct btrfs_plug_cb *plug)
1673 {
1674         struct btrfs_raid_bio *cur;
1675         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1676
1677         /*
1678          * sort our plug list then try to merge
1679          * everything we can in hopes of creating full
1680          * stripes.
1681          */
1682         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1683         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1684                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1685                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1686                 list_del_init(&cur->plug_list);
1687
1688                 if (rbio_is_full(cur)) {
1689                         /* we have a full stripe, send it down */
1690                         full_stripe_write(cur);
1691                         continue;
1692                 }
1693                 if (last) {
1694                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1695                                 merge_rbio(last, cur);
1696                                 __free_raid_bio(cur);
1697                                 continue;
1698
1699                         }
1700                         __raid56_parity_write(last);
1701                 }
1702                 last = cur;
1703         }
1704         if (last) {
1705                 __raid56_parity_write(last);
1706         }
1707         kfree(plug);
1708 }
1709
1710 /*
1711  * if the unplug comes from schedule, we have to push the
1712  * work off to a helper thread
1713  */
1714 static void unplug_work(struct btrfs_work *work)
1715 {
1716         struct btrfs_plug_cb *plug;
1717         plug = container_of(work, struct btrfs_plug_cb, work);
1718         run_plug(plug);
1719 }
1720
1721 static void btrfs_raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1722 {
1723         struct btrfs_plug_cb *plug;
1724         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1725
1726         if (from_schedule) {
1727                 btrfs_init_work(&plug->work, btrfs_rmw_helper,
1728                                 unplug_work, NULL, NULL);
1729                 btrfs_queue_work(plug->info->rmw_workers,
1730                                  &plug->work);
1731                 return;
1732         }
1733         run_plug(plug);
1734 }
1735
1736 /*
1737  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1738  */
1739 int raid56_parity_write(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
1740                         struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
1741 {
1742         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1743         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1744         struct blk_plug_cb *cb;
1745         int ret;
1746
1747         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
1748         if (IS_ERR(rbio)) {
1749                 btrfs_put_bbio(bbio);
1750                 return PTR_ERR(rbio);
1751         }
1752         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
1753         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
1754         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1755
1756         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
1757         rbio->generic_bio_cnt = 1;
1758
1759         /*
1760          * don't plug on full rbios, just get them out the door
1761          * as quickly as we can
1762          */
1763         if (rbio_is_full(rbio)) {
1764                 ret = full_stripe_write(rbio);
1765                 if (ret)
1766                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1767                 return ret;
1768         }
1769
1770         cb = blk_check_plugged(btrfs_raid_unplug, fs_info, sizeof(*plug));
1771         if (cb) {
1772                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1773                 if (!plug->info) {
1774                         plug->info = fs_info;
1775                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1776                 }
1777                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1778                 ret = 0;
1779         } else {
1780                 ret = __raid56_parity_write(rbio);
1781                 if (ret)
1782                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1783         }
1784         return ret;
1785 }
1786
1787 /*
1788  * all parity reconstruction happens here.  We've read in everything
1789  * we can find from the drives and this does the heavy lifting of
1790  * sorting the good from the bad.
1791  */
1792 static void __raid_recover_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1793 {
1794         int pagenr, stripe;
1795         void **pointers;
1796         int faila = -1, failb = -1;
1797         struct page *page;
1798         int err;
1799         int i;
1800
1801         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1802         if (!pointers) {
1803                 err = -ENOMEM;
1804                 goto cleanup_io;
1805         }
1806
1807         faila = rbio->faila;
1808         failb = rbio->failb;
1809
1810         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1811             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1812                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1813                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1814                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1815         }
1816
1817         index_rbio_pages(rbio);
1818
1819         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1820                 /*
1821                  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1822                  * which we have data when doing parity scrub.
1823                  */
1824                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1825                     !test_bit(pagenr, rbio->dbitmap))
1826                         continue;
1827
1828                 /* setup our array of pointers with pages
1829                  * from each stripe
1830                  */
1831                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1832                         /*
1833                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1834                          * pages from the bio list
1835                          */
1836                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1837                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1838                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1839                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1840                         } else {
1841                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1842                         }
1843                         pointers[stripe] = kmap(page);
1844                 }
1845
1846                 /* all raid6 handling here */
1847                 if (rbio->bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1848                         /*
1849                          * single failure, rebuild from parity raid5
1850                          * style
1851                          */
1852                         if (failb < 0) {
1853                                 if (faila == rbio->nr_data) {
1854                                         /*
1855                                          * Just the P stripe has failed, without
1856                                          * a bad data or Q stripe.
1857                                          * TODO, we should redo the xor here.
1858                                          */
1859                                         err = -EIO;
1860                                         goto cleanup;
1861                                 }
1862                                 /*
1863                                  * a single failure in raid6 is rebuilt
1864                                  * in the pstripe code below
1865                                  */
1866                                 goto pstripe;
1867                         }
1868
1869                         /* make sure our ps and qs are in order */
1870                         if (faila > failb) {
1871                                 int tmp = failb;
1872                                 failb = faila;
1873                                 faila = tmp;
1874                         }
1875
1876                         /* if the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction
1877                          * from the xors.
1878                          * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1879                          * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1880                          * data they want
1881                          */
1882                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1883                                 if (rbio->bbio->raid_map[faila] ==
1884                                     RAID5_P_STRIPE) {
1885                                         err = -EIO;
1886                                         goto cleanup;
1887                                 }
1888                                 /*
1889                                  * otherwise we have one bad data stripe and
1890                                  * a good P stripe.  raid5!
1891                                  */
1892                                 goto pstripe;
1893                         }
1894
1895                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1896                                 raid6_datap_recov(rbio->real_stripes,
1897                                                   PAGE_SIZE, faila, pointers);
1898                         } else {
1899                                 raid6_2data_recov(rbio->real_stripes,
1900                                                   PAGE_SIZE, faila, failb,
1901                                                   pointers);
1902                         }
1903                 } else {
1904                         void *p;
1905
1906                         /* rebuild from P stripe here (raid5 or raid6) */
1907                         BUG_ON(failb != -1);
1908 pstripe:
1909                         /* Copy parity block into failed block to start with */
1910                         memcpy(pointers[faila],
1911                                pointers[rbio->nr_data],
1912                                PAGE_SIZE);
1913
1914                         /* rearrange the pointer array */
1915                         p = pointers[faila];
1916                         for (stripe = faila; stripe < rbio->nr_data - 1; stripe++)
1917                                 pointers[stripe] = pointers[stripe + 1];
1918                         pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1919
1920                         /* xor in the rest */
1921                         run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1922                 }
1923                 /* if we're doing this rebuild as part of an rmw, go through
1924                  * and set all of our private rbio pages in the
1925                  * failed stripes as uptodate.  This way finish_rmw will
1926                  * know they can be trusted.  If this was a read reconstruction,
1927                  * other endio functions will fiddle the uptodate bits
1928                  */
1929                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
1930                         for (i = 0;  i < rbio->stripe_npages; i++) {
1931                                 if (faila != -1) {
1932                                         page = rbio_stripe_page(rbio, faila, i);
1933                                         SetPageUptodate(page);
1934                                 }
1935                                 if (failb != -1) {
1936                                         page = rbio_stripe_page(rbio, failb, i);
1937                                         SetPageUptodate(page);
1938                                 }
1939                         }
1940                 }
1941                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1942                         /*
1943                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1944                          * pages from the bio list
1945                          */
1946                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1947                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1948                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1949                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1950                         } else {
1951                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1952                         }
1953                         kunmap(page);
1954                 }
1955         }
1956
1957         err = 0;
1958 cleanup:
1959         kfree(pointers);
1960
1961 cleanup_io:
1962         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
1963                 if (err == 0)
1964                         cache_rbio_pages(rbio);
1965                 else
1966                         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1967
1968                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1969         } else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1970                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1971         } else if (err == 0) {
1972                 rbio->faila = -1;
1973                 rbio->failb = -1;
1974
1975                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE)
1976                         finish_rmw(rbio);
1977                 else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
1978                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
1979                 else
1980                         BUG();
1981         } else {
1982                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1983         }
1984 }
1985
1986 /*
1987  * This is called only for stripes we've read from disk to
1988  * reconstruct the parity.
1989  */
1990 static void raid_recover_end_io(struct bio *bio)
1991 {
1992         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1993
1994         /*
1995          * we only read stripe pages off the disk, set them
1996          * up to date if there were no errors
1997          */
1998         if (bio->bi_status)
1999                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2000         else
2001                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2002         bio_put(bio);
2003
2004         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2005                 return;
2006
2007         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2008                 rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2009         else
2010                 __raid_recover_end_io(rbio);
2011 }
2012
2013 /*
2014  * reads everything we need off the disk to reconstruct
2015  * the parity. endio handlers trigger final reconstruction
2016  * when the IO is done.
2017  *
2018  * This is used both for reads from the higher layers and for
2019  * parity construction required to finish a rmw cycle.
2020  */
2021 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2022 {
2023         int bios_to_read = 0;
2024         struct bio_list bio_list;
2025         int ret;
2026         int pagenr;
2027         int stripe;
2028         struct bio *bio;
2029
2030         bio_list_init(&bio_list);
2031
2032         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2033         if (ret)
2034                 goto cleanup;
2035
2036         atomic_set(&rbio->error, 0);
2037
2038         /*
2039          * read everything that hasn't failed.  Thanks to the
2040          * stripe cache, it is possible that some or all of these
2041          * pages are going to be uptodate.
2042          */
2043         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2044                 if (rbio->faila == stripe || rbio->failb == stripe) {
2045                         atomic_inc(&rbio->error);
2046                         continue;
2047                 }
2048
2049                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
2050                         struct page *p;
2051
2052                         /*
2053                          * the rmw code may have already read this
2054                          * page in
2055                          */
2056                         p = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2057                         if (PageUptodate(p))
2058                                 continue;
2059
2060                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2061                                        rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr),
2062                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2063                         if (ret < 0)
2064                                 goto cleanup;
2065                 }
2066         }
2067
2068         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2069         if (!bios_to_read) {
2070                 /*
2071                  * we might have no bios to read just because the pages
2072                  * were up to date, or we might have no bios to read because
2073                  * the devices were gone.
2074                  */
2075                 if (atomic_read(&rbio->error) <= rbio->bbio->max_errors) {
2076                         __raid_recover_end_io(rbio);
2077                         goto out;
2078                 } else {
2079                         goto cleanup;
2080                 }
2081         }
2082
2083         /*
2084          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2085          * not to touch it after that
2086          */
2087         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2088         while (1) {
2089                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2090                 if (!bio)
2091                         break;
2092
2093                 bio->bi_private = rbio;
2094                 bio->bi_end_io = raid_recover_end_io;
2095                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2096
2097                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2098
2099                 submit_bio(bio);
2100         }
2101 out:
2102         return 0;
2103
2104 cleanup:
2105         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
2106             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
2107                 rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2108         return -EIO;
2109 }
2110
2111 /*
2112  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2113  * is really only called when the normal read path had a failure,
2114  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2115  * of the drive.
2116  */
2117 int raid56_parity_recover(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2118                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2119                           int mirror_num, int generic_io)
2120 {
2121         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2122         int ret;
2123
2124         if (generic_io) {
2125                 ASSERT(bbio->mirror_num == mirror_num);
2126                 btrfs_io_bio(bio)->mirror_num = mirror_num;
2127         }
2128
2129         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2130         if (IS_ERR(rbio)) {
2131                 if (generic_io)
2132                         btrfs_put_bbio(bbio);
2133                 return PTR_ERR(rbio);
2134         }
2135
2136         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2137         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2138         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
2139
2140         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2141         if (rbio->faila == -1) {
2142                 btrfs_warn(fs_info,
2143         "%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)",
2144                            __func__, (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9,
2145                            (u64)bio->bi_iter.bi_size, bbio->map_type);
2146                 if (generic_io)
2147                         btrfs_put_bbio(bbio);
2148                 kfree(rbio);
2149                 return -EIO;
2150         }
2151
2152         if (generic_io) {
2153                 btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
2154                 rbio->generic_bio_cnt = 1;
2155         } else {
2156                 btrfs_get_bbio(bbio);
2157         }
2158
2159         /*
2160          * reconstruct from the q stripe if they are
2161          * asking for mirror 3
2162          */
2163         if (mirror_num == 3)
2164                 rbio->failb = rbio->real_stripes - 2;
2165
2166         ret = lock_stripe_add(rbio);
2167
2168         /*
2169          * __raid56_parity_recover will end the bio with
2170          * any errors it hits.  We don't want to return
2171          * its error value up the stack because our caller
2172          * will end up calling bio_endio with any nonzero
2173          * return
2174          */
2175         if (ret == 0)
2176                 __raid56_parity_recover(rbio);
2177         /*
2178          * our rbio has been added to the list of
2179          * rbios that will be handled after the
2180          * currently lock owner is done
2181          */
2182         return 0;
2183
2184 }
2185
2186 static void rmw_work(struct btrfs_work *work)
2187 {
2188         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2189
2190         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2191         raid56_rmw_stripe(rbio);
2192 }
2193
2194 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work)
2195 {
2196         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2197
2198         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2199         __raid56_parity_recover(rbio);
2200 }
2201
2202 /*
2203  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2204  *
2205  * Caller must have already increased bio_counter for getting @bbio.
2206  *
2207  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2208  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2209  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2210  */
2211
2212 struct btrfs_raid_bio *
2213 raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2214                                struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2215                                struct btrfs_device *scrub_dev,
2216                                unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2217 {
2218         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2219         int i;
2220
2221         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2222         if (IS_ERR(rbio))
2223                 return NULL;
2224         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2225         /*
2226          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2227          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2228          */
2229         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2230         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2231
2232         for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2233                 if (bbio->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2234                         rbio->scrubp = i;
2235                         break;
2236                 }
2237         }
2238
2239         /* Now we just support the sectorsize equals to page size */
2240         ASSERT(fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE);
2241         ASSERT(rbio->stripe_npages == stripe_nsectors);
2242         bitmap_copy(rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2243
2244         /*
2245          * We have already increased bio_counter when getting bbio, record it
2246          * so we can free it at rbio_orig_end_io().
2247          */
2248         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2249
2250         return rbio;
2251 }
2252
2253 /* Used for both parity scrub and missing. */
2254 void raid56_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct page *page,
2255                             u64 logical)
2256 {
2257         int stripe_offset;
2258         int index;
2259
2260         ASSERT(logical >= rbio->bbio->raid_map[0]);
2261         ASSERT(logical + PAGE_SIZE <= rbio->bbio->raid_map[0] +
2262                                 rbio->stripe_len * rbio->nr_data);
2263         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bbio->raid_map[0]);
2264         index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
2265         rbio->bio_pages[index] = page;
2266 }
2267
2268 /*
2269  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2270  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2271  */
2272 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2273 {
2274         int i;
2275         int bit;
2276         int index;
2277         struct page *page;
2278
2279         for_each_set_bit(bit, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2280                 for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2281                         index = i * rbio->stripe_npages + bit;
2282                         if (rbio->stripe_pages[index])
2283                                 continue;
2284
2285                         page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2286                         if (!page)
2287                                 return -ENOMEM;
2288                         rbio->stripe_pages[index] = page;
2289                 }
2290         }
2291         return 0;
2292 }
2293
2294 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2295                                          int need_check)
2296 {
2297         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
2298         void *pointers[rbio->real_stripes];
2299         DECLARE_BITMAP(pbitmap, rbio->stripe_npages);
2300         int nr_data = rbio->nr_data;
2301         int stripe;
2302         int pagenr;
2303         int p_stripe = -1;
2304         int q_stripe = -1;
2305         struct page *p_page = NULL;
2306         struct page *q_page = NULL;
2307         struct bio_list bio_list;
2308         struct bio *bio;
2309         int is_replace = 0;
2310         int ret;
2311
2312         bio_list_init(&bio_list);
2313
2314         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
2315                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2316         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
2317                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
2318                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2319         } else {
2320                 BUG();
2321         }
2322
2323         if (bbio->num_tgtdevs && bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp]) {
2324                 is_replace = 1;
2325                 bitmap_copy(pbitmap, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages);
2326         }
2327
2328         /*
2329          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2330          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2331          * it.
2332          */
2333         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2334
2335         if (!need_check)
2336                 goto writeback;
2337
2338         p_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2339         if (!p_page)
2340                 goto cleanup;
2341         SetPageUptodate(p_page);
2342
2343         if (q_stripe != -1) {
2344                 q_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2345                 if (!q_page) {
2346                         __free_page(p_page);
2347                         goto cleanup;
2348                 }
2349                 SetPageUptodate(q_page);
2350         }
2351
2352         atomic_set(&rbio->error, 0);
2353
2354         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2355                 struct page *p;
2356                 void *parity;
2357                 /* first collect one page from each data stripe */
2358                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2359                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
2360                         pointers[stripe] = kmap(p);
2361                 }
2362
2363                 /* then add the parity stripe */
2364                 pointers[stripe++] = kmap(p_page);
2365
2366                 if (q_stripe != -1) {
2367
2368                         /*
2369                          * raid6, add the qstripe and call the
2370                          * library function to fill in our p/q
2371                          */
2372                         pointers[stripe++] = kmap(q_page);
2373
2374                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
2375                                                 pointers);
2376                 } else {
2377                         /* raid5 */
2378                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
2379                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
2380                 }
2381
2382                 /* Check scrubbing parity and repair it */
2383                 p = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2384                 parity = kmap(p);
2385                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE))
2386                         memcpy(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE);
2387                 else
2388                         /* Parity is right, needn't writeback */
2389                         bitmap_clear(rbio->dbitmap, pagenr, 1);
2390                 kunmap(p);
2391
2392                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
2393                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
2394         }
2395
2396         __free_page(p_page);
2397         if (q_page)
2398                 __free_page(q_page);
2399
2400 writeback:
2401         /*
2402          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2403          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2404          * everything else.
2405          */
2406         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2407                 struct page *page;
2408
2409                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2410                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2411                                page, rbio->scrubp, pagenr, rbio->stripe_len);
2412                 if (ret)
2413                         goto cleanup;
2414         }
2415
2416         if (!is_replace)
2417                 goto submit_write;
2418
2419         for_each_set_bit(pagenr, pbitmap, rbio->stripe_npages) {
2420                 struct page *page;
2421
2422                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2423                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2424                                        bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2425                                        pagenr, rbio->stripe_len);
2426                 if (ret)
2427                         goto cleanup;
2428         }
2429
2430 submit_write:
2431         nr_data = bio_list_size(&bio_list);
2432         if (!nr_data) {
2433                 /* Every parity is right */
2434                 rbio_orig_end_io(rbio, 0);
2435                 return;
2436         }
2437
2438         atomic_set(&rbio->stripes_pending, nr_data);
2439
2440         while (1) {
2441                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2442                 if (!bio)
2443                         break;
2444
2445                 bio->bi_private = rbio;
2446                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
2447                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
2448
2449                 submit_bio(bio);
2450         }
2451         return;
2452
2453 cleanup:
2454         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2455 }
2456
2457 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2458 {
2459         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2460                 return 1;
2461         return 0;
2462 }
2463
2464 /*
2465  * While we're doing the parity check and repair, we could have errors
2466  * in reading pages off the disk.  This checks for errors and if we're
2467  * not able to read the page it'll trigger parity reconstruction.  The
2468  * parity scrub will be finished after we've reconstructed the failed
2469  * stripes
2470  */
2471 static void validate_rbio_for_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2472 {
2473         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2474                 goto cleanup;
2475
2476         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
2477                 int dfail = 0, failp = -1;
2478
2479                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->faila))
2480                         dfail++;
2481                 else if (is_parity_stripe(rbio->faila))
2482                         failp = rbio->faila;
2483
2484                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->failb))
2485                         dfail++;
2486                 else if (is_parity_stripe(rbio->failb))
2487                         failp = rbio->failb;
2488
2489                 /*
2490                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair
2491                  * the data, so the capability of the repair is declined.
2492                  * (In the case of RAID5, we can not repair anything)
2493                  */
2494                 if (dfail > rbio->bbio->max_errors - 1)
2495                         goto cleanup;
2496
2497                 /*
2498                  * If all data is good, only parity is correctly, just
2499                  * repair the parity.
2500                  */
2501                 if (dfail == 0) {
2502                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2503                         return;
2504                 }
2505
2506                 /*
2507                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2508                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity
2509                  * is scrubbing parity, luckily, use the other one to repair
2510                  * the data, or we can not repair the data stripe.
2511                  */
2512                 if (failp != rbio->scrubp)
2513                         goto cleanup;
2514
2515                 __raid_recover_end_io(rbio);
2516         } else {
2517                 finish_parity_scrub(rbio, 1);
2518         }
2519         return;
2520
2521 cleanup:
2522         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2523 }
2524
2525 /*
2526  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
2527  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
2528  * stripe.
2529  *
2530  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
2531  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
2532  */
2533 static void raid56_parity_scrub_end_io(struct bio *bio)
2534 {
2535         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2536
2537         if (bio->bi_status)
2538                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2539         else
2540                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2541
2542         bio_put(bio);
2543
2544         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2545                 return;
2546
2547         /*
2548          * this will normally call finish_rmw to start our write
2549          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
2550          * from parity first
2551          */
2552         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2553 }
2554
2555 static void raid56_parity_scrub_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2556 {
2557         int bios_to_read = 0;
2558         struct bio_list bio_list;
2559         int ret;
2560         int pagenr;
2561         int stripe;
2562         struct bio *bio;
2563
2564         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2565         if (ret)
2566                 goto cleanup;
2567
2568         bio_list_init(&bio_list);
2569
2570         atomic_set(&rbio->error, 0);
2571         /*
2572          * build a list of bios to read all the missing parts of this
2573          * stripe
2574          */
2575         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2576                 for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2577                         struct page *page;
2578                         /*
2579                          * we want to find all the pages missing from
2580                          * the rbio and read them from the disk.  If
2581                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
2582                          * we don't need to read it off the stripe.
2583                          */
2584                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
2585                         if (page)
2586                                 continue;
2587
2588                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2589                         /*
2590                          * the bio cache may have handed us an uptodate
2591                          * page.  If so, be happy and use it
2592                          */
2593                         if (PageUptodate(page))
2594                                 continue;
2595
2596                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2597                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2598                         if (ret)
2599                                 goto cleanup;
2600                 }
2601         }
2602
2603         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2604         if (!bios_to_read) {
2605                 /*
2606                  * this can happen if others have merged with
2607                  * us, it means there is nothing left to read.
2608                  * But if there are missing devices it may not be
2609                  * safe to do the full stripe write yet.
2610                  */
2611                 goto finish;
2612         }
2613
2614         /*
2615          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2616          * not to touch it after that
2617          */
2618         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2619         while (1) {
2620                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2621                 if (!bio)
2622                         break;
2623
2624                 bio->bi_private = rbio;
2625                 bio->bi_end_io = raid56_parity_scrub_end_io;
2626                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2627
2628                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2629
2630                 submit_bio(bio);
2631         }
2632         /* the actual write will happen once the reads are done */
2633         return;
2634
2635 cleanup:
2636         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2637         return;
2638
2639 finish:
2640         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2641 }
2642
2643 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work)
2644 {
2645         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2646
2647         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2648         raid56_parity_scrub_stripe(rbio);
2649 }
2650
2651 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2652 {
2653         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2654                         scrub_parity_work, NULL, NULL);
2655
2656         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2657 }
2658
2659 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2660 {
2661         if (!lock_stripe_add(rbio))
2662                 async_scrub_parity(rbio);
2663 }
2664
2665 /* The following code is used for dev replace of a missing RAID 5/6 device. */
2666
2667 struct btrfs_raid_bio *
2668 raid56_alloc_missing_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2669                           struct btrfs_bio *bbio, u64 length)
2670 {
2671         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2672
2673         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, length);
2674         if (IS_ERR(rbio))
2675                 return NULL;
2676
2677         rbio->operation = BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING;
2678         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2679         /*
2680          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2681          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2682          */
2683         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2684
2685         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2686         if (rbio->faila == -1) {
2687                 BUG();
2688                 kfree(rbio);
2689                 return NULL;
2690         }
2691
2692         /*
2693          * When we get bbio, we have already increased bio_counter, record it
2694          * so we can free it at rbio_orig_end_io()
2695          */
2696         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2697
2698         return rbio;
2699 }
2700
2701 static void missing_raid56_work(struct btrfs_work *work)
2702 {
2703         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2704
2705         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2706         __raid56_parity_recover(rbio);
2707 }
2708
2709 static void async_missing_raid56(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2710 {
2711         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2712                         missing_raid56_work, NULL, NULL);
2713
2714         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2715 }
2716
2717 void raid56_submit_missing_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2718 {
2719         if (!lock_stripe_add(rbio))
2720                 async_missing_raid56(rbio);
2721 }