GNU Linux-libre 4.9.283-gnu1
[releases.git] / fs / btrfs / raid56.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2012 Fusion-io  All rights reserved.
3  * Copyright (C) 2012 Intel Corp. All rights reserved.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU General Public
7  * License v2 as published by the Free Software Foundation.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public
15  * License along with this program; if not, write to the
16  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
17  * Boston, MA 021110-1307, USA.
18  */
19 #include <linux/sched.h>
20 #include <linux/wait.h>
21 #include <linux/bio.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/buffer_head.h>
24 #include <linux/blkdev.h>
25 #include <linux/random.h>
26 #include <linux/iocontext.h>
27 #include <linux/capability.h>
28 #include <linux/ratelimit.h>
29 #include <linux/kthread.h>
30 #include <linux/raid/pq.h>
31 #include <linux/hash.h>
32 #include <linux/list_sort.h>
33 #include <linux/raid/xor.h>
34 #include <linux/vmalloc.h>
35 #include <asm/div64.h>
36 #include "ctree.h"
37 #include "extent_map.h"
38 #include "disk-io.h"
39 #include "transaction.h"
40 #include "print-tree.h"
41 #include "volumes.h"
42 #include "raid56.h"
43 #include "async-thread.h"
44 #include "check-integrity.h"
45 #include "rcu-string.h"
46
47 /* set when additional merges to this rbio are not allowed */
48 #define RBIO_RMW_LOCKED_BIT     1
49
50 /*
51  * set when this rbio is sitting in the hash, but it is just a cache
52  * of past RMW
53  */
54 #define RBIO_CACHE_BIT          2
55
56 /*
57  * set when it is safe to trust the stripe_pages for caching
58  */
59 #define RBIO_CACHE_READY_BIT    3
60
61 #define RBIO_CACHE_SIZE 1024
62
63 enum btrfs_rbio_ops {
64         BTRFS_RBIO_WRITE,
65         BTRFS_RBIO_READ_REBUILD,
66         BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB,
67         BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING,
68 };
69
70 struct btrfs_raid_bio {
71         struct btrfs_fs_info *fs_info;
72         struct btrfs_bio *bbio;
73
74         /* while we're doing rmw on a stripe
75          * we put it into a hash table so we can
76          * lock the stripe and merge more rbios
77          * into it.
78          */
79         struct list_head hash_list;
80
81         /*
82          * LRU list for the stripe cache
83          */
84         struct list_head stripe_cache;
85
86         /*
87          * for scheduling work in the helper threads
88          */
89         struct btrfs_work work;
90
91         /*
92          * bio list and bio_list_lock are used
93          * to add more bios into the stripe
94          * in hopes of avoiding the full rmw
95          */
96         struct bio_list bio_list;
97         spinlock_t bio_list_lock;
98
99         /* also protected by the bio_list_lock, the
100          * plug list is used by the plugging code
101          * to collect partial bios while plugged.  The
102          * stripe locking code also uses it to hand off
103          * the stripe lock to the next pending IO
104          */
105         struct list_head plug_list;
106
107         /*
108          * flags that tell us if it is safe to
109          * merge with this bio
110          */
111         unsigned long flags;
112
113         /* size of each individual stripe on disk */
114         int stripe_len;
115
116         /* number of data stripes (no p/q) */
117         int nr_data;
118
119         int real_stripes;
120
121         int stripe_npages;
122         /*
123          * set if we're doing a parity rebuild
124          * for a read from higher up, which is handled
125          * differently from a parity rebuild as part of
126          * rmw
127          */
128         enum btrfs_rbio_ops operation;
129
130         /* first bad stripe */
131         int faila;
132
133         /* second bad stripe (for raid6 use) */
134         int failb;
135
136         int scrubp;
137         /*
138          * number of pages needed to represent the full
139          * stripe
140          */
141         int nr_pages;
142
143         /*
144          * size of all the bios in the bio_list.  This
145          * helps us decide if the rbio maps to a full
146          * stripe or not
147          */
148         int bio_list_bytes;
149
150         int generic_bio_cnt;
151
152         atomic_t refs;
153
154         atomic_t stripes_pending;
155
156         atomic_t error;
157         /*
158          * these are two arrays of pointers.  We allocate the
159          * rbio big enough to hold them both and setup their
160          * locations when the rbio is allocated
161          */
162
163         /* pointers to pages that we allocated for
164          * reading/writing stripes directly from the disk (including P/Q)
165          */
166         struct page **stripe_pages;
167
168         /*
169          * pointers to the pages in the bio_list.  Stored
170          * here for faster lookup
171          */
172         struct page **bio_pages;
173
174         /*
175          * bitmap to record which horizontal stripe has data
176          */
177         unsigned long *dbitmap;
178 };
179
180 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio);
181 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio);
182 static void rmw_work(struct btrfs_work *work);
183 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work);
184 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio);
185 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio);
186 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio);
187 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed);
188 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio);
189 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
190 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
191
192 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
193                                          int need_check);
194 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio);
195
196 /*
197  * the stripe hash table is used for locking, and to collect
198  * bios in hopes of making a full stripe
199  */
200 int btrfs_alloc_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
201 {
202         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
203         struct btrfs_stripe_hash_table *x;
204         struct btrfs_stripe_hash *cur;
205         struct btrfs_stripe_hash *h;
206         int num_entries = 1 << BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS;
207         int i;
208         int table_size;
209
210         if (info->stripe_hash_table)
211                 return 0;
212
213         /*
214          * The table is large, starting with order 4 and can go as high as
215          * order 7 in case lock debugging is turned on.
216          *
217          * Try harder to allocate and fallback to vmalloc to lower the chance
218          * of a failing mount.
219          */
220         table_size = sizeof(*table) + sizeof(*h) * num_entries;
221         table = kzalloc(table_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN | __GFP_REPEAT);
222         if (!table) {
223                 table = vzalloc(table_size);
224                 if (!table)
225                         return -ENOMEM;
226         }
227
228         spin_lock_init(&table->cache_lock);
229         INIT_LIST_HEAD(&table->stripe_cache);
230
231         h = table->table;
232
233         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
234                 cur = h + i;
235                 INIT_LIST_HEAD(&cur->hash_list);
236                 spin_lock_init(&cur->lock);
237                 init_waitqueue_head(&cur->wait);
238         }
239
240         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
241         if (x)
242                 kvfree(x);
243         return 0;
244 }
245
246 /*
247  * caching an rbio means to copy anything from the
248  * bio_pages array into the stripe_pages array.  We
249  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
250  * to indicate if it has valid data
251  *
252  * once the caching is done, we set the cache ready
253  * bit.
254  */
255 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
256 {
257         int i;
258         char *s;
259         char *d;
260         int ret;
261
262         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
263         if (ret)
264                 return;
265
266         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
267                 if (!rbio->bio_pages[i])
268                         continue;
269
270                 s = kmap(rbio->bio_pages[i]);
271                 d = kmap(rbio->stripe_pages[i]);
272
273                 memcpy(d, s, PAGE_SIZE);
274
275                 kunmap(rbio->bio_pages[i]);
276                 kunmap(rbio->stripe_pages[i]);
277                 SetPageUptodate(rbio->stripe_pages[i]);
278         }
279         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
280 }
281
282 /*
283  * we hash on the first logical address of the stripe
284  */
285 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
286 {
287         u64 num = rbio->bbio->raid_map[0];
288
289         /*
290          * we shift down quite a bit.  We're using byte
291          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
292          * This tends to upset hash_64, and it consistently
293          * returns just one or two different values.
294          *
295          * shifting off the lower bits fixes things.
296          */
297         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
298 }
299
300 /*
301  * stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe
302  * array in the source rbio and putting them into the destination rbio
303  */
304 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
305 {
306         int i;
307         struct page *s;
308         struct page *d;
309
310         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
311                 return;
312
313         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
314                 s = src->stripe_pages[i];
315                 if (!s || !PageUptodate(s)) {
316                         continue;
317                 }
318
319                 d = dest->stripe_pages[i];
320                 if (d)
321                         __free_page(d);
322
323                 dest->stripe_pages[i] = s;
324                 src->stripe_pages[i] = NULL;
325         }
326 }
327
328 /*
329  * merging means we take the bio_list from the victim and
330  * splice it into the destination.  The victim should
331  * be discarded afterwards.
332  *
333  * must be called with dest->rbio_list_lock held
334  */
335 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
336                        struct btrfs_raid_bio *victim)
337 {
338         bio_list_merge(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
339         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
340         dest->generic_bio_cnt += victim->generic_bio_cnt;
341         bio_list_init(&victim->bio_list);
342 }
343
344 /*
345  * used to prune items that are in the cache.  The caller
346  * must hold the hash table lock.
347  */
348 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
349 {
350         int bucket = rbio_bucket(rbio);
351         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
352         struct btrfs_stripe_hash *h;
353         int freeit = 0;
354
355         /*
356          * check the bit again under the hash table lock.
357          */
358         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
359                 return;
360
361         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
362         h = table->table + bucket;
363
364         /* hold the lock for the bucket because we may be
365          * removing it from the hash table
366          */
367         spin_lock(&h->lock);
368
369         /*
370          * hold the lock for the bio list because we need
371          * to make sure the bio list is empty
372          */
373         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
374
375         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
376                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
377                 table->cache_size -= 1;
378                 freeit = 1;
379
380                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
381                  * still involved in an IO.  We take it out
382                  * of the cache list, and drop the ref that
383                  * was held for the list.
384                  *
385                  * If the bio_list was empty, we also remove
386                  * the rbio from the hash_table, and drop
387                  * the corresponding ref
388                  */
389                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
390                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
391                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
392                                 atomic_dec(&rbio->refs);
393                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
394                         }
395                 }
396         }
397
398         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
399         spin_unlock(&h->lock);
400
401         if (freeit)
402                 __free_raid_bio(rbio);
403 }
404
405 /*
406  * prune a given rbio from the cache
407  */
408 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
409 {
410         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
411         unsigned long flags;
412
413         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
414                 return;
415
416         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
417
418         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
419         __remove_rbio_from_cache(rbio);
420         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
421 }
422
423 /*
424  * remove everything in the cache
425  */
426 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
427 {
428         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
429         unsigned long flags;
430         struct btrfs_raid_bio *rbio;
431
432         table = info->stripe_hash_table;
433
434         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
435         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
436                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
437                                   struct btrfs_raid_bio,
438                                   stripe_cache);
439                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
440         }
441         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
442 }
443
444 /*
445  * remove all cached entries and free the hash table
446  * used by unmount
447  */
448 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
449 {
450         if (!info->stripe_hash_table)
451                 return;
452         btrfs_clear_rbio_cache(info);
453         kvfree(info->stripe_hash_table);
454         info->stripe_hash_table = NULL;
455 }
456
457 /*
458  * insert an rbio into the stripe cache.  It
459  * must have already been prepared by calling
460  * cache_rbio_pages
461  *
462  * If this rbio was already cached, it gets
463  * moved to the front of the lru.
464  *
465  * If the size of the rbio cache is too big, we
466  * prune an item.
467  */
468 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
469 {
470         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
471         unsigned long flags;
472
473         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
474                 return;
475
476         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
477
478         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
479         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
480
481         /* bump our ref if we were not in the list before */
482         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
483                 atomic_inc(&rbio->refs);
484
485         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
486                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
487         } else {
488                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
489                 table->cache_size += 1;
490         }
491
492         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
493
494         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
495                 struct btrfs_raid_bio *found;
496
497                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
498                                   struct btrfs_raid_bio,
499                                   stripe_cache);
500
501                 if (found != rbio)
502                         __remove_rbio_from_cache(found);
503         }
504
505         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
506 }
507
508 /*
509  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
510  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
511  * loop through.
512  */
513 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
514 {
515         int src_off = 0;
516         int xor_src_cnt = 0;
517         void *dest = pages[src_cnt];
518
519         while(src_cnt > 0) {
520                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
521                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
522
523                 src_cnt -= xor_src_cnt;
524                 src_off += xor_src_cnt;
525         }
526 }
527
528 /*
529  * returns true if the bio list inside this rbio
530  * covers an entire stripe (no rmw required).
531  * Must be called with the bio list lock held, or
532  * at a time when you know it is impossible to add
533  * new bios into the list
534  */
535 static int __rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
536 {
537         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
538         int ret = 1;
539
540         if (size != rbio->nr_data * rbio->stripe_len)
541                 ret = 0;
542
543         BUG_ON(size > rbio->nr_data * rbio->stripe_len);
544         return ret;
545 }
546
547 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
548 {
549         unsigned long flags;
550         int ret;
551
552         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
553         ret = __rbio_is_full(rbio);
554         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
555         return ret;
556 }
557
558 /*
559  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
560  * The merging is safe if the two rbios correspond to
561  * the same stripe and if they are both going in the same
562  * direction (read vs write), and if neither one is
563  * locked for final IO
564  *
565  * The caller is responsible for locking such that
566  * rmw_locked is safe to test
567  */
568 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
569                           struct btrfs_raid_bio *cur)
570 {
571         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
572             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
573                 return 0;
574
575         /*
576          * we can't merge with cached rbios, since the
577          * idea is that when we merge the destination
578          * rbio is going to run our IO for us.  We can
579          * steal from cached rbios though, other functions
580          * handle that.
581          */
582         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
583             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
584                 return 0;
585
586         if (last->bbio->raid_map[0] !=
587             cur->bbio->raid_map[0])
588                 return 0;
589
590         /* we can't merge with different operations */
591         if (last->operation != cur->operation)
592                 return 0;
593         /*
594          * We've need read the full stripe from the drive.
595          * check and repair the parity and write the new results.
596          *
597          * We're not allowed to add any new bios to the
598          * bio list here, anyone else that wants to
599          * change this stripe needs to do their own rmw.
600          */
601         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB ||
602             cur->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
603                 return 0;
604
605         if (last->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING ||
606             cur->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
607                 return 0;
608
609         return 1;
610 }
611
612 static int rbio_stripe_page_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
613                                   int index)
614 {
615         return stripe * rbio->stripe_npages + index;
616 }
617
618 /*
619  * these are just the pages from the rbio array, not from anything
620  * the FS sent down to us
621  */
622 static struct page *rbio_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
623                                      int index)
624 {
625         return rbio->stripe_pages[rbio_stripe_page_index(rbio, stripe, index)];
626 }
627
628 /*
629  * helper to index into the pstripe
630  */
631 static struct page *rbio_pstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
632 {
633         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data, index);
634 }
635
636 /*
637  * helper to index into the qstripe, returns null
638  * if there is no qstripe
639  */
640 static struct page *rbio_qstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
641 {
642         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
643                 return NULL;
644         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data + 1, index);
645 }
646
647 /*
648  * The first stripe in the table for a logical address
649  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
650  *
651  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
652  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
653  * themselves.
654  *
655  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
656  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
657  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
658  *
659  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
660  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
661  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
662  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
663  * 1 is returned
664  *
665  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
666  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
667  * already been freed.
668  */
669 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
670 {
671         int bucket = rbio_bucket(rbio);
672         struct btrfs_stripe_hash *h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
673         struct btrfs_raid_bio *cur;
674         struct btrfs_raid_bio *pending;
675         unsigned long flags;
676         DEFINE_WAIT(wait);
677         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
678         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
679         int ret = 0;
680         int walk = 0;
681
682         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
683         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
684                 walk++;
685                 if (cur->bbio->raid_map[0] == rbio->bbio->raid_map[0]) {
686                         spin_lock(&cur->bio_list_lock);
687
688                         /* can we steal this cached rbio's pages? */
689                         if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
690                             list_empty(&cur->plug_list) &&
691                             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
692                             !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
693                                 list_del_init(&cur->hash_list);
694                                 atomic_dec(&cur->refs);
695
696                                 steal_rbio(cur, rbio);
697                                 cache_drop = cur;
698                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
699
700                                 goto lockit;
701                         }
702
703                         /* can we merge into the lock owner? */
704                         if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
705                                 merge_rbio(cur, rbio);
706                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
707                                 freeit = rbio;
708                                 ret = 1;
709                                 goto out;
710                         }
711
712
713                         /*
714                          * we couldn't merge with the running
715                          * rbio, see if we can merge with the
716                          * pending ones.  We don't have to
717                          * check for rmw_locked because there
718                          * is no way they are inside finish_rmw
719                          * right now
720                          */
721                         list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list,
722                                             plug_list) {
723                                 if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
724                                         merge_rbio(pending, rbio);
725                                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
726                                         freeit = rbio;
727                                         ret = 1;
728                                         goto out;
729                                 }
730                         }
731
732                         /* no merging, put us on the tail of the plug list,
733                          * our rbio will be started with the currently
734                          * running rbio unlocks
735                          */
736                         list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
737                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
738                         ret = 1;
739                         goto out;
740                 }
741         }
742 lockit:
743         atomic_inc(&rbio->refs);
744         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
745 out:
746         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
747         if (cache_drop)
748                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
749         if (freeit)
750                 __free_raid_bio(freeit);
751         return ret;
752 }
753
754 /*
755  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
756  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
757  */
758 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
759 {
760         int bucket;
761         struct btrfs_stripe_hash *h;
762         unsigned long flags;
763         int keep_cache = 0;
764
765         bucket = rbio_bucket(rbio);
766         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
767
768         if (list_empty(&rbio->plug_list))
769                 cache_rbio(rbio);
770
771         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
772         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
773
774         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
775                 /*
776                  * if we're still cached and there is no other IO
777                  * to perform, just leave this rbio here for others
778                  * to steal from later
779                  */
780                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
781                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
782                         keep_cache = 1;
783                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
784                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
785                         goto done;
786                 }
787
788                 list_del_init(&rbio->hash_list);
789                 atomic_dec(&rbio->refs);
790
791                 /*
792                  * we use the plug list to hold all the rbios
793                  * waiting for the chance to lock this stripe.
794                  * hand the lock over to one of them.
795                  */
796                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
797                         struct btrfs_raid_bio *next;
798                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
799
800                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
801                                           plug_list);
802
803                         list_del_init(&rbio->plug_list);
804
805                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
806                         atomic_inc(&next->refs);
807                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
808                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
809
810                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
811                                 async_read_rebuild(next);
812                         else if (next->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
813                                 steal_rbio(rbio, next);
814                                 async_read_rebuild(next);
815                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
816                                 steal_rbio(rbio, next);
817                                 async_rmw_stripe(next);
818                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
819                                 steal_rbio(rbio, next);
820                                 async_scrub_parity(next);
821                         }
822
823                         goto done_nolock;
824                         /*
825                          * The barrier for this waitqueue_active is not needed,
826                          * we're protected by h->lock and can't miss a wakeup.
827                          */
828                 } else if (waitqueue_active(&h->wait)) {
829                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
830                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
831                         wake_up(&h->wait);
832                         goto done_nolock;
833                 }
834         }
835 done:
836         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
837         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
838
839 done_nolock:
840         if (!keep_cache)
841                 remove_rbio_from_cache(rbio);
842 }
843
844 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
845 {
846         int i;
847
848         WARN_ON(atomic_read(&rbio->refs) < 0);
849         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->refs))
850                 return;
851
852         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
853         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
854         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
855
856         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
857                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
858                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
859                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
860                 }
861         }
862
863         btrfs_put_bbio(rbio->bbio);
864         kfree(rbio);
865 }
866
867 static void free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
868 {
869         unlock_stripe(rbio);
870         __free_raid_bio(rbio);
871 }
872
873 /*
874  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
875  * bio_list and calls end_io on them
876  */
877 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, int err)
878 {
879         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
880         struct bio *next;
881
882         if (rbio->generic_bio_cnt)
883                 btrfs_bio_counter_sub(rbio->fs_info, rbio->generic_bio_cnt);
884
885         free_raid_bio(rbio);
886
887         while (cur) {
888                 next = cur->bi_next;
889                 cur->bi_next = NULL;
890                 cur->bi_error = err;
891                 bio_endio(cur);
892                 cur = next;
893         }
894 }
895
896 /*
897  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
898  * get here, we've written a full stripe
899  */
900 static void raid_write_end_io(struct bio *bio)
901 {
902         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
903         int err = bio->bi_error;
904         int max_errors;
905
906         if (err)
907                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
908
909         bio_put(bio);
910
911         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
912                 return;
913
914         err = 0;
915
916         /* OK, we have read all the stripes we need to. */
917         max_errors = (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) ?
918                      0 : rbio->bbio->max_errors;
919         if (atomic_read(&rbio->error) > max_errors)
920                 err = -EIO;
921
922         rbio_orig_end_io(rbio, err);
923 }
924
925 /*
926  * the read/modify/write code wants to use the original bio for
927  * any pages it included, and then use the rbio for everything
928  * else.  This function decides if a given index (stripe number)
929  * and page number in that stripe fall inside the original bio
930  * or the rbio.
931  *
932  * if you set bio_list_only, you'll get a NULL back for any ranges
933  * that are outside the bio_list
934  *
935  * This doesn't take any refs on anything, you get a bare page pointer
936  * and the caller must bump refs as required.
937  *
938  * You must call index_rbio_pages once before you can trust
939  * the answers from this function.
940  */
941 static struct page *page_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
942                                  int index, int pagenr, int bio_list_only)
943 {
944         int chunk_page;
945         struct page *p = NULL;
946
947         chunk_page = index * (rbio->stripe_len >> PAGE_SHIFT) + pagenr;
948
949         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
950         p = rbio->bio_pages[chunk_page];
951         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
952
953         if (p || bio_list_only)
954                 return p;
955
956         return rbio->stripe_pages[chunk_page];
957 }
958
959 /*
960  * number of pages we need for the entire stripe across all the
961  * drives
962  */
963 static unsigned long rbio_nr_pages(unsigned long stripe_len, int nr_stripes)
964 {
965         return DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE) * nr_stripes;
966 }
967
968 /*
969  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
970  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
971  */
972 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_root *root,
973                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
974 {
975         struct btrfs_raid_bio *rbio;
976         int nr_data = 0;
977         int real_stripes = bbio->num_stripes - bbio->num_tgtdevs;
978         int num_pages = rbio_nr_pages(stripe_len, real_stripes);
979         int stripe_npages = DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE);
980         void *p;
981
982         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio) + num_pages * sizeof(struct page *) * 2 +
983                        DIV_ROUND_UP(stripe_npages, BITS_PER_LONG) *
984                        sizeof(long), GFP_NOFS);
985         if (!rbio)
986                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
987
988         bio_list_init(&rbio->bio_list);
989         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
990         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
991         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
992         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
993         rbio->bbio = bbio;
994         rbio->fs_info = root->fs_info;
995         rbio->stripe_len = stripe_len;
996         rbio->nr_pages = num_pages;
997         rbio->real_stripes = real_stripes;
998         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
999         rbio->faila = -1;
1000         rbio->failb = -1;
1001         atomic_set(&rbio->refs, 1);
1002         atomic_set(&rbio->error, 0);
1003         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
1004
1005         /*
1006          * the stripe_pages and bio_pages array point to the extra
1007          * memory we allocated past the end of the rbio
1008          */
1009         p = rbio + 1;
1010         rbio->stripe_pages = p;
1011         rbio->bio_pages = p + sizeof(struct page *) * num_pages;
1012         rbio->dbitmap = p + sizeof(struct page *) * num_pages * 2;
1013
1014         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
1015                 nr_data = real_stripes - 1;
1016         else if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
1017                 nr_data = real_stripes - 2;
1018         else
1019                 BUG();
1020
1021         rbio->nr_data = nr_data;
1022         return rbio;
1023 }
1024
1025 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1026 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1027 {
1028         int i;
1029         struct page *page;
1030
1031         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
1032                 if (rbio->stripe_pages[i])
1033                         continue;
1034                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1035                 if (!page)
1036                         return -ENOMEM;
1037                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1038         }
1039         return 0;
1040 }
1041
1042 /* only allocate pages for p/q stripes */
1043 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1044 {
1045         int i;
1046         struct page *page;
1047
1048         i = rbio_stripe_page_index(rbio, rbio->nr_data, 0);
1049
1050         for (; i < rbio->nr_pages; i++) {
1051                 if (rbio->stripe_pages[i])
1052                         continue;
1053                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1054                 if (!page)
1055                         return -ENOMEM;
1056                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1057         }
1058         return 0;
1059 }
1060
1061 /*
1062  * add a single page from a specific stripe into our list of bios for IO
1063  * this will try to merge into existing bios if possible, and returns
1064  * zero if all went well.
1065  */
1066 static int rbio_add_io_page(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1067                             struct bio_list *bio_list,
1068                             struct page *page,
1069                             int stripe_nr,
1070                             unsigned long page_index,
1071                             unsigned long bio_max_len)
1072 {
1073         struct bio *last = bio_list->tail;
1074         u64 last_end = 0;
1075         int ret;
1076         struct bio *bio;
1077         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1078         u64 disk_start;
1079
1080         stripe = &rbio->bbio->stripes[stripe_nr];
1081         disk_start = stripe->physical + (page_index << PAGE_SHIFT);
1082
1083         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1084         if (!stripe->dev->bdev)
1085                 return fail_rbio_index(rbio, stripe_nr);
1086
1087         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1088         if (last) {
1089                 last_end = (u64)last->bi_iter.bi_sector << 9;
1090                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1091
1092                 /*
1093                  * we can't merge these if they are from different
1094                  * devices or if they are not contiguous
1095                  */
1096                 if (last_end == disk_start && stripe->dev->bdev &&
1097                     !last->bi_error &&
1098                     last->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1099                         ret = bio_add_page(last, page, PAGE_SIZE, 0);
1100                         if (ret == PAGE_SIZE)
1101                                 return 0;
1102                 }
1103         }
1104
1105         /* put a new bio on the list */
1106         bio = btrfs_io_bio_alloc(GFP_NOFS, bio_max_len >> PAGE_SHIFT?:1);
1107         if (!bio)
1108                 return -ENOMEM;
1109
1110         bio->bi_iter.bi_size = 0;
1111         bio->bi_bdev = stripe->dev->bdev;
1112         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1113
1114         bio_add_page(bio, page, PAGE_SIZE, 0);
1115         bio_list_add(bio_list, bio);
1116         return 0;
1117 }
1118
1119 /*
1120  * while we're doing the read/modify/write cycle, we could
1121  * have errors in reading pages off the disk.  This checks
1122  * for errors and if we're not able to read the page it'll
1123  * trigger parity reconstruction.  The rmw will be finished
1124  * after we've reconstructed the failed stripes
1125  */
1126 static void validate_rbio_for_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1127 {
1128         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
1129                 BUG_ON(rbio->faila == rbio->real_stripes - 1);
1130                 __raid56_parity_recover(rbio);
1131         } else {
1132                 finish_rmw(rbio);
1133         }
1134 }
1135
1136 /*
1137  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1138  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1139  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1140  * reconstruction.
1141  *
1142  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1143  */
1144 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1145 {
1146         struct bio *bio;
1147         u64 start;
1148         unsigned long stripe_offset;
1149         unsigned long page_index;
1150         struct page *p;
1151         int i;
1152
1153         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1154         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list) {
1155                 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1156                 stripe_offset = start - rbio->bbio->raid_map[0];
1157                 page_index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
1158
1159                 for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1160                         p = bio->bi_io_vec[i].bv_page;
1161                         rbio->bio_pages[page_index + i] = p;
1162                 }
1163         }
1164         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1165 }
1166
1167 /*
1168  * this is called from one of two situations.  We either
1169  * have a full stripe from the higher layers, or we've read all
1170  * the missing bits off disk.
1171  *
1172  * This will calculate the parity and then send down any
1173  * changed blocks.
1174  */
1175 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1176 {
1177         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
1178         void *pointers[rbio->real_stripes];
1179         int nr_data = rbio->nr_data;
1180         int stripe;
1181         int pagenr;
1182         bool has_qstripe;
1183         struct bio_list bio_list;
1184         struct bio *bio;
1185         int ret;
1186
1187         bio_list_init(&bio_list);
1188
1189         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1)
1190                 has_qstripe = false;
1191         else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2)
1192                 has_qstripe = true;
1193         else
1194                 BUG();
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 (has_qstripe) {
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         int i;
1434         struct page *p;
1435
1436         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1437                 p = bio->bi_io_vec[i].bv_page;
1438                 SetPageUptodate(p);
1439         }
1440 }
1441
1442 /*
1443  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
1444  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
1445  * stripe.
1446  *
1447  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
1448  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
1449  */
1450 static void raid_rmw_end_io(struct bio *bio)
1451 {
1452         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1453
1454         if (bio->bi_error)
1455                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1456         else
1457                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1458
1459         bio_put(bio);
1460
1461         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1462                 return;
1463
1464         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
1465                 goto cleanup;
1466
1467         /*
1468          * this will normally call finish_rmw to start our write
1469          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
1470          * from parity first
1471          */
1472         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1473         return;
1474
1475 cleanup:
1476
1477         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1478 }
1479
1480 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1481 {
1482         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1483                         rmw_work, NULL, NULL);
1484
1485         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers,
1486                          &rbio->work);
1487 }
1488
1489 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1490 {
1491         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1492                         read_rebuild_work, NULL, NULL);
1493
1494         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers,
1495                          &rbio->work);
1496 }
1497
1498 /*
1499  * the stripe must be locked by the caller.  It will
1500  * unlock after all the writes are done
1501  */
1502 static int raid56_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1503 {
1504         int bios_to_read = 0;
1505         struct bio_list bio_list;
1506         int ret;
1507         int pagenr;
1508         int stripe;
1509         struct bio *bio;
1510
1511         bio_list_init(&bio_list);
1512
1513         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
1514         if (ret)
1515                 goto cleanup;
1516
1517         index_rbio_pages(rbio);
1518
1519         atomic_set(&rbio->error, 0);
1520         /*
1521          * build a list of bios to read all the missing parts of this
1522          * stripe
1523          */
1524         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1525                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1526                         struct page *page;
1527                         /*
1528                          * we want to find all the pages missing from
1529                          * the rbio and read them from the disk.  If
1530                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
1531                          * we don't need to read it off the stripe.
1532                          */
1533                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1534                         if (page)
1535                                 continue;
1536
1537                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1538                         /*
1539                          * the bio cache may have handed us an uptodate
1540                          * page.  If so, be happy and use it
1541                          */
1542                         if (PageUptodate(page))
1543                                 continue;
1544
1545                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1546                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1547                         if (ret)
1548                                 goto cleanup;
1549                 }
1550         }
1551
1552         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
1553         if (!bios_to_read) {
1554                 /*
1555                  * this can happen if others have merged with
1556                  * us, it means there is nothing left to read.
1557                  * But if there are missing devices it may not be
1558                  * safe to do the full stripe write yet.
1559                  */
1560                 goto finish;
1561         }
1562
1563         /*
1564          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
1565          * not to touch it after that
1566          */
1567         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
1568         while (1) {
1569                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1570                 if (!bio)
1571                         break;
1572
1573                 bio->bi_private = rbio;
1574                 bio->bi_end_io = raid_rmw_end_io;
1575                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
1576
1577                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio,
1578                                     BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
1579
1580                 submit_bio(bio);
1581         }
1582         /* the actual write will happen once the reads are done */
1583         return 0;
1584
1585 cleanup:
1586         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1587         return -EIO;
1588
1589 finish:
1590         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1591         return 0;
1592 }
1593
1594 /*
1595  * if the upper layers pass in a full stripe, we thank them by only allocating
1596  * enough pages to hold the parity, and sending it all down quickly.
1597  */
1598 static int full_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1599 {
1600         int ret;
1601
1602         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
1603         if (ret) {
1604                 __free_raid_bio(rbio);
1605                 return ret;
1606         }
1607
1608         ret = lock_stripe_add(rbio);
1609         if (ret == 0)
1610                 finish_rmw(rbio);
1611         return 0;
1612 }
1613
1614 /*
1615  * partial stripe writes get handed over to async helpers.
1616  * We're really hoping to merge a few more writes into this
1617  * rbio before calculating new parity
1618  */
1619 static int partial_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1620 {
1621         int ret;
1622
1623         ret = lock_stripe_add(rbio);
1624         if (ret == 0)
1625                 async_rmw_stripe(rbio);
1626         return 0;
1627 }
1628
1629 /*
1630  * sometimes while we were reading from the drive to
1631  * recalculate parity, enough new bios come into create
1632  * a full stripe.  So we do a check here to see if we can
1633  * go directly to finish_rmw
1634  */
1635 static int __raid56_parity_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1636 {
1637         /* head off into rmw land if we don't have a full stripe */
1638         if (!rbio_is_full(rbio))
1639                 return partial_stripe_write(rbio);
1640         return full_stripe_write(rbio);
1641 }
1642
1643 /*
1644  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1645  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1646  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1647  * we sort the list by logical block number and merge
1648  * everything we can into the same rbios
1649  */
1650 struct btrfs_plug_cb {
1651         struct blk_plug_cb cb;
1652         struct btrfs_fs_info *info;
1653         struct list_head rbio_list;
1654         struct btrfs_work work;
1655 };
1656
1657 /*
1658  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1659  */
1660 static int plug_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1661 {
1662         struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1663                                                  plug_list);
1664         struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1665                                                  plug_list);
1666         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1667         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1668
1669         if (a_sector < b_sector)
1670                 return -1;
1671         if (a_sector > b_sector)
1672                 return 1;
1673         return 0;
1674 }
1675
1676 static void run_plug(struct btrfs_plug_cb *plug)
1677 {
1678         struct btrfs_raid_bio *cur;
1679         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1680
1681         /*
1682          * sort our plug list then try to merge
1683          * everything we can in hopes of creating full
1684          * stripes.
1685          */
1686         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1687         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1688                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1689                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1690                 list_del_init(&cur->plug_list);
1691
1692                 if (rbio_is_full(cur)) {
1693                         /* we have a full stripe, send it down */
1694                         full_stripe_write(cur);
1695                         continue;
1696                 }
1697                 if (last) {
1698                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1699                                 merge_rbio(last, cur);
1700                                 __free_raid_bio(cur);
1701                                 continue;
1702
1703                         }
1704                         __raid56_parity_write(last);
1705                 }
1706                 last = cur;
1707         }
1708         if (last) {
1709                 __raid56_parity_write(last);
1710         }
1711         kfree(plug);
1712 }
1713
1714 /*
1715  * if the unplug comes from schedule, we have to push the
1716  * work off to a helper thread
1717  */
1718 static void unplug_work(struct btrfs_work *work)
1719 {
1720         struct btrfs_plug_cb *plug;
1721         plug = container_of(work, struct btrfs_plug_cb, work);
1722         run_plug(plug);
1723 }
1724
1725 static void btrfs_raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1726 {
1727         struct btrfs_plug_cb *plug;
1728         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1729
1730         if (from_schedule) {
1731                 btrfs_init_work(&plug->work, btrfs_rmw_helper,
1732                                 unplug_work, NULL, NULL);
1733                 btrfs_queue_work(plug->info->rmw_workers,
1734                                  &plug->work);
1735                 return;
1736         }
1737         run_plug(plug);
1738 }
1739
1740 /*
1741  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1742  */
1743 int raid56_parity_write(struct btrfs_root *root, struct bio *bio,
1744                         struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
1745 {
1746         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1747         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1748         struct blk_plug_cb *cb;
1749         int ret;
1750
1751         rbio = alloc_rbio(root, bbio, stripe_len);
1752         if (IS_ERR(rbio)) {
1753                 btrfs_put_bbio(bbio);
1754                 return PTR_ERR(rbio);
1755         }
1756         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
1757         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
1758         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1759
1760         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(root->fs_info);
1761         rbio->generic_bio_cnt = 1;
1762
1763         /*
1764          * don't plug on full rbios, just get them out the door
1765          * as quickly as we can
1766          */
1767         if (rbio_is_full(rbio)) {
1768                 ret = full_stripe_write(rbio);
1769                 if (ret)
1770                         btrfs_bio_counter_dec(root->fs_info);
1771                 return ret;
1772         }
1773
1774         cb = blk_check_plugged(btrfs_raid_unplug, root->fs_info,
1775                                sizeof(*plug));
1776         if (cb) {
1777                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1778                 if (!plug->info) {
1779                         plug->info = root->fs_info;
1780                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1781                 }
1782                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1783                 ret = 0;
1784         } else {
1785                 ret = __raid56_parity_write(rbio);
1786                 if (ret)
1787                         btrfs_bio_counter_dec(root->fs_info);
1788         }
1789         return ret;
1790 }
1791
1792 /*
1793  * all parity reconstruction happens here.  We've read in everything
1794  * we can find from the drives and this does the heavy lifting of
1795  * sorting the good from the bad.
1796  */
1797 static void __raid_recover_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1798 {
1799         int pagenr, stripe;
1800         void **pointers;
1801         int faila = -1, failb = -1;
1802         struct page *page;
1803         int err;
1804         int i;
1805
1806         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1807         if (!pointers) {
1808                 err = -ENOMEM;
1809                 goto cleanup_io;
1810         }
1811
1812         faila = rbio->faila;
1813         failb = rbio->failb;
1814
1815         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1816             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1817                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1818                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1819                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1820         }
1821
1822         index_rbio_pages(rbio);
1823
1824         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1825                 /*
1826                  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1827                  * which we have data when doing parity scrub.
1828                  */
1829                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1830                     !test_bit(pagenr, rbio->dbitmap))
1831                         continue;
1832
1833                 /* setup our array of pointers with pages
1834                  * from each stripe
1835                  */
1836                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1837                         /*
1838                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1839                          * pages from the bio list
1840                          */
1841                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1842                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1843                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1844                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1845                         } else {
1846                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1847                         }
1848                         pointers[stripe] = kmap(page);
1849                 }
1850
1851                 /* all raid6 handling here */
1852                 if (rbio->bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1853                         /*
1854                          * single failure, rebuild from parity raid5
1855                          * style
1856                          */
1857                         if (failb < 0) {
1858                                 if (faila == rbio->nr_data) {
1859                                         /*
1860                                          * Just the P stripe has failed, without
1861                                          * a bad data or Q stripe.
1862                                          * TODO, we should redo the xor here.
1863                                          */
1864                                         err = -EIO;
1865                                         goto cleanup;
1866                                 }
1867                                 /*
1868                                  * a single failure in raid6 is rebuilt
1869                                  * in the pstripe code below
1870                                  */
1871                                 goto pstripe;
1872                         }
1873
1874                         /* make sure our ps and qs are in order */
1875                         if (faila > failb) {
1876                                 int tmp = failb;
1877                                 failb = faila;
1878                                 faila = tmp;
1879                         }
1880
1881                         /* if the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction
1882                          * from the xors.
1883                          * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1884                          * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1885                          * data they want
1886                          */
1887                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1888                                 if (rbio->bbio->raid_map[faila] ==
1889                                     RAID5_P_STRIPE) {
1890                                         err = -EIO;
1891                                         goto cleanup;
1892                                 }
1893                                 /*
1894                                  * otherwise we have one bad data stripe and
1895                                  * a good P stripe.  raid5!
1896                                  */
1897                                 goto pstripe;
1898                         }
1899
1900                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1901                                 raid6_datap_recov(rbio->real_stripes,
1902                                                   PAGE_SIZE, faila, pointers);
1903                         } else {
1904                                 raid6_2data_recov(rbio->real_stripes,
1905                                                   PAGE_SIZE, faila, failb,
1906                                                   pointers);
1907                         }
1908                 } else {
1909                         void *p;
1910
1911                         /* rebuild from P stripe here (raid5 or raid6) */
1912                         BUG_ON(failb != -1);
1913 pstripe:
1914                         /* Copy parity block into failed block to start with */
1915                         memcpy(pointers[faila],
1916                                pointers[rbio->nr_data],
1917                                PAGE_SIZE);
1918
1919                         /* rearrange the pointer array */
1920                         p = pointers[faila];
1921                         for (stripe = faila; stripe < rbio->nr_data - 1; stripe++)
1922                                 pointers[stripe] = pointers[stripe + 1];
1923                         pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1924
1925                         /* xor in the rest */
1926                         run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1927                 }
1928                 /* if we're doing this rebuild as part of an rmw, go through
1929                  * and set all of our private rbio pages in the
1930                  * failed stripes as uptodate.  This way finish_rmw will
1931                  * know they can be trusted.  If this was a read reconstruction,
1932                  * other endio functions will fiddle the uptodate bits
1933                  */
1934                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
1935                         for (i = 0;  i < rbio->stripe_npages; i++) {
1936                                 if (faila != -1) {
1937                                         page = rbio_stripe_page(rbio, faila, i);
1938                                         SetPageUptodate(page);
1939                                 }
1940                                 if (failb != -1) {
1941                                         page = rbio_stripe_page(rbio, failb, i);
1942                                         SetPageUptodate(page);
1943                                 }
1944                         }
1945                 }
1946                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1947                         /*
1948                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1949                          * pages from the bio list
1950                          */
1951                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1952                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1953                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1954                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1955                         } else {
1956                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1957                         }
1958                         kunmap(page);
1959                 }
1960         }
1961
1962         err = 0;
1963 cleanup:
1964         kfree(pointers);
1965
1966 cleanup_io:
1967         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
1968                 if (err == 0)
1969                         cache_rbio_pages(rbio);
1970                 else
1971                         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1972
1973                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1974         } else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1975                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1976         } else if (err == 0) {
1977                 rbio->faila = -1;
1978                 rbio->failb = -1;
1979
1980                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE)
1981                         finish_rmw(rbio);
1982                 else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
1983                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
1984                 else
1985                         BUG();
1986         } else {
1987                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1988         }
1989 }
1990
1991 /*
1992  * This is called only for stripes we've read from disk to
1993  * reconstruct the parity.
1994  */
1995 static void raid_recover_end_io(struct bio *bio)
1996 {
1997         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1998
1999         /*
2000          * we only read stripe pages off the disk, set them
2001          * up to date if there were no errors
2002          */
2003         if (bio->bi_error)
2004                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2005         else
2006                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2007         bio_put(bio);
2008
2009         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2010                 return;
2011
2012         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2013                 rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2014         else
2015                 __raid_recover_end_io(rbio);
2016 }
2017
2018 /*
2019  * reads everything we need off the disk to reconstruct
2020  * the parity. endio handlers trigger final reconstruction
2021  * when the IO is done.
2022  *
2023  * This is used both for reads from the higher layers and for
2024  * parity construction required to finish a rmw cycle.
2025  */
2026 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2027 {
2028         int bios_to_read = 0;
2029         struct bio_list bio_list;
2030         int ret;
2031         int pagenr;
2032         int stripe;
2033         struct bio *bio;
2034
2035         bio_list_init(&bio_list);
2036
2037         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2038         if (ret)
2039                 goto cleanup;
2040
2041         atomic_set(&rbio->error, 0);
2042
2043         /*
2044          * read everything that hasn't failed.  Thanks to the
2045          * stripe cache, it is possible that some or all of these
2046          * pages are going to be uptodate.
2047          */
2048         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2049                 if (rbio->faila == stripe || rbio->failb == stripe) {
2050                         atomic_inc(&rbio->error);
2051                         continue;
2052                 }
2053
2054                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
2055                         struct page *p;
2056
2057                         /*
2058                          * the rmw code may have already read this
2059                          * page in
2060                          */
2061                         p = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2062                         if (PageUptodate(p))
2063                                 continue;
2064
2065                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2066                                        rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr),
2067                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2068                         if (ret < 0)
2069                                 goto cleanup;
2070                 }
2071         }
2072
2073         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2074         if (!bios_to_read) {
2075                 /*
2076                  * we might have no bios to read just because the pages
2077                  * were up to date, or we might have no bios to read because
2078                  * the devices were gone.
2079                  */
2080                 if (atomic_read(&rbio->error) <= rbio->bbio->max_errors) {
2081                         __raid_recover_end_io(rbio);
2082                         goto out;
2083                 } else {
2084                         goto cleanup;
2085                 }
2086         }
2087
2088         /*
2089          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2090          * not to touch it after that
2091          */
2092         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2093         while (1) {
2094                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2095                 if (!bio)
2096                         break;
2097
2098                 bio->bi_private = rbio;
2099                 bio->bi_end_io = raid_recover_end_io;
2100                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2101
2102                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio,
2103                                     BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2104
2105                 submit_bio(bio);
2106         }
2107 out:
2108         return 0;
2109
2110 cleanup:
2111         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
2112             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
2113                 rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2114         return -EIO;
2115 }
2116
2117 /*
2118  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2119  * is really only called when the normal read path had a failure,
2120  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2121  * of the drive.
2122  */
2123 int raid56_parity_recover(struct btrfs_root *root, struct bio *bio,
2124                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2125                           int mirror_num, int generic_io)
2126 {
2127         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2128         int ret;
2129
2130         rbio = alloc_rbio(root, bbio, stripe_len);
2131         if (IS_ERR(rbio)) {
2132                 if (generic_io)
2133                         btrfs_put_bbio(bbio);
2134                 return PTR_ERR(rbio);
2135         }
2136
2137         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2138         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2139         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
2140
2141         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2142         if (rbio->faila == -1) {
2143                 btrfs_warn(root->fs_info,
2144         "%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)",
2145                            __func__, (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9,
2146                            (u64)bio->bi_iter.bi_size, bbio->map_type);
2147                 if (generic_io)
2148                         btrfs_put_bbio(bbio);
2149                 kfree(rbio);
2150                 return -EIO;
2151         }
2152
2153         if (generic_io) {
2154                 btrfs_bio_counter_inc_noblocked(root->fs_info);
2155                 rbio->generic_bio_cnt = 1;
2156         } else {
2157                 btrfs_get_bbio(bbio);
2158         }
2159
2160         /*
2161          * Loop retry:
2162          * for 'mirror == 2', reconstruct from all other stripes.
2163          * for 'mirror_num > 2', select a stripe to fail on every retry.
2164          */
2165         if (mirror_num > 2) {
2166                 /*
2167                  * 'mirror == 3' is to fail the p stripe and
2168                  * reconstruct from the q stripe.  'mirror > 3' is to
2169                  * fail a data stripe and reconstruct from p+q stripe.
2170                  */
2171                 rbio->failb = rbio->real_stripes - (mirror_num - 1);
2172                 ASSERT(rbio->failb > 0);
2173                 if (rbio->failb <= rbio->faila)
2174                         rbio->failb--;
2175         }
2176
2177         ret = lock_stripe_add(rbio);
2178
2179         /*
2180          * __raid56_parity_recover will end the bio with
2181          * any errors it hits.  We don't want to return
2182          * its error value up the stack because our caller
2183          * will end up calling bio_endio with any nonzero
2184          * return
2185          */
2186         if (ret == 0)
2187                 __raid56_parity_recover(rbio);
2188         /*
2189          * our rbio has been added to the list of
2190          * rbios that will be handled after the
2191          * currently lock owner is done
2192          */
2193         return 0;
2194
2195 }
2196
2197 static void rmw_work(struct btrfs_work *work)
2198 {
2199         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2200
2201         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2202         raid56_rmw_stripe(rbio);
2203 }
2204
2205 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work)
2206 {
2207         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2208
2209         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2210         __raid56_parity_recover(rbio);
2211 }
2212
2213 /*
2214  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2215  *
2216  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2217  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2218  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2219  */
2220
2221 struct btrfs_raid_bio *
2222 raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct btrfs_root *root, struct bio *bio,
2223                                struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2224                                struct btrfs_device *scrub_dev,
2225                                unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2226 {
2227         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2228         int i;
2229
2230         rbio = alloc_rbio(root, bbio, stripe_len);
2231         if (IS_ERR(rbio))
2232                 return NULL;
2233         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2234         /*
2235          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2236          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2237          */
2238         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2239         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2240
2241         for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2242                 if (bbio->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2243                         rbio->scrubp = i;
2244                         break;
2245                 }
2246         }
2247
2248         /* Now we just support the sectorsize equals to page size */
2249         ASSERT(root->sectorsize == PAGE_SIZE);
2250         ASSERT(rbio->stripe_npages == stripe_nsectors);
2251         bitmap_copy(rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2252
2253         return rbio;
2254 }
2255
2256 /* Used for both parity scrub and missing. */
2257 void raid56_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct page *page,
2258                             u64 logical)
2259 {
2260         int stripe_offset;
2261         int index;
2262
2263         ASSERT(logical >= rbio->bbio->raid_map[0]);
2264         ASSERT(logical + PAGE_SIZE <= rbio->bbio->raid_map[0] +
2265                                 rbio->stripe_len * rbio->nr_data);
2266         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bbio->raid_map[0]);
2267         index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
2268         rbio->bio_pages[index] = page;
2269 }
2270
2271 /*
2272  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2273  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2274  */
2275 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2276 {
2277         int i;
2278         int bit;
2279         int index;
2280         struct page *page;
2281
2282         for_each_set_bit(bit, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2283                 for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2284                         index = i * rbio->stripe_npages + bit;
2285                         if (rbio->stripe_pages[index])
2286                                 continue;
2287
2288                         page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2289                         if (!page)
2290                                 return -ENOMEM;
2291                         rbio->stripe_pages[index] = page;
2292                 }
2293         }
2294         return 0;
2295 }
2296
2297 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2298                                          int need_check)
2299 {
2300         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
2301         void *pointers[rbio->real_stripes];
2302         DECLARE_BITMAP(pbitmap, rbio->stripe_npages);
2303         int nr_data = rbio->nr_data;
2304         int stripe;
2305         int pagenr;
2306         bool has_qstripe;
2307         struct page *p_page = NULL;
2308         struct page *q_page = NULL;
2309         struct bio_list bio_list;
2310         struct bio *bio;
2311         int is_replace = 0;
2312         int ret;
2313
2314         bio_list_init(&bio_list);
2315
2316         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1)
2317                 has_qstripe = false;
2318         else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2)
2319                 has_qstripe = true;
2320         else
2321                 BUG();
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 (has_qstripe) {
2344                 /* RAID6, allocate and map temp space for the Q stripe */
2345                 q_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2346                 if (!q_page) {
2347                         __free_page(p_page);
2348                         goto cleanup;
2349                 }
2350                 SetPageUptodate(q_page);
2351                 pointers[rbio->real_stripes - 1] = kmap(q_page);
2352         }
2353
2354         atomic_set(&rbio->error, 0);
2355
2356         /* Map the parity stripe just once */
2357         pointers[nr_data] = kmap(p_page);
2358
2359         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2360                 struct page *p;
2361                 void *parity;
2362                 /* first collect one page from each data stripe */
2363                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2364                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
2365                         pointers[stripe] = kmap(p);
2366                 }
2367
2368                 if (has_qstripe) {
2369                         /* RAID6, call the library function to fill in our P/Q */
2370                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
2371                                                 pointers);
2372                 } else {
2373                         /* raid5 */
2374                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
2375                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
2376                 }
2377
2378                 /* Check scrubbing parity and repair it */
2379                 p = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2380                 parity = kmap(p);
2381                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE))
2382                         memcpy(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE);
2383                 else
2384                         /* Parity is right, needn't writeback */
2385                         bitmap_clear(rbio->dbitmap, pagenr, 1);
2386                 kunmap(p);
2387
2388                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++)
2389                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
2390         }
2391
2392         kunmap(p_page);
2393         __free_page(p_page);
2394         if (q_page) {
2395                 kunmap(q_page);
2396                 __free_page(q_page);
2397         }
2398
2399 writeback:
2400         /*
2401          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2402          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2403          * everything else.
2404          */
2405         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2406                 struct page *page;
2407
2408                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2409                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2410                                page, rbio->scrubp, pagenr, rbio->stripe_len);
2411                 if (ret)
2412                         goto cleanup;
2413         }
2414
2415         if (!is_replace)
2416                 goto submit_write;
2417
2418         for_each_set_bit(pagenr, pbitmap, rbio->stripe_npages) {
2419                 struct page *page;
2420
2421                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2422                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2423                                        bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2424                                        pagenr, rbio->stripe_len);
2425                 if (ret)
2426                         goto cleanup;
2427         }
2428
2429 submit_write:
2430         nr_data = bio_list_size(&bio_list);
2431         if (!nr_data) {
2432                 /* Every parity is right */
2433                 rbio_orig_end_io(rbio, 0);
2434                 return;
2435         }
2436
2437         atomic_set(&rbio->stripes_pending, nr_data);
2438
2439         while (1) {
2440                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2441                 if (!bio)
2442                         break;
2443
2444                 bio->bi_private = rbio;
2445                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
2446                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
2447
2448                 submit_bio(bio);
2449         }
2450         return;
2451
2452 cleanup:
2453         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2454 }
2455
2456 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2457 {
2458         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2459                 return 1;
2460         return 0;
2461 }
2462
2463 /*
2464  * While we're doing the parity check and repair, we could have errors
2465  * in reading pages off the disk.  This checks for errors and if we're
2466  * not able to read the page it'll trigger parity reconstruction.  The
2467  * parity scrub will be finished after we've reconstructed the failed
2468  * stripes
2469  */
2470 static void validate_rbio_for_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2471 {
2472         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2473                 goto cleanup;
2474
2475         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
2476                 int dfail = 0, failp = -1;
2477
2478                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->faila))
2479                         dfail++;
2480                 else if (is_parity_stripe(rbio->faila))
2481                         failp = rbio->faila;
2482
2483                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->failb))
2484                         dfail++;
2485                 else if (is_parity_stripe(rbio->failb))
2486                         failp = rbio->failb;
2487
2488                 /*
2489                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair
2490                  * the data, so the capability of the repair is declined.
2491                  * (In the case of RAID5, we can not repair anything)
2492                  */
2493                 if (dfail > rbio->bbio->max_errors - 1)
2494                         goto cleanup;
2495
2496                 /*
2497                  * If all data is good, only parity is correctly, just
2498                  * repair the parity.
2499                  */
2500                 if (dfail == 0) {
2501                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2502                         return;
2503                 }
2504
2505                 /*
2506                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2507                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity
2508                  * is scrubbing parity, luckily, use the other one to repair
2509                  * the data, or we can not repair the data stripe.
2510                  */
2511                 if (failp != rbio->scrubp)
2512                         goto cleanup;
2513
2514                 __raid_recover_end_io(rbio);
2515         } else {
2516                 finish_parity_scrub(rbio, 1);
2517         }
2518         return;
2519
2520 cleanup:
2521         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2522 }
2523
2524 /*
2525  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
2526  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
2527  * stripe.
2528  *
2529  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
2530  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
2531  */
2532 static void raid56_parity_scrub_end_io(struct bio *bio)
2533 {
2534         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2535
2536         if (bio->bi_error)
2537                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2538         else
2539                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2540
2541         bio_put(bio);
2542
2543         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2544                 return;
2545
2546         /*
2547          * this will normally call finish_rmw to start our write
2548          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
2549          * from parity first
2550          */
2551         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2552 }
2553
2554 static void raid56_parity_scrub_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2555 {
2556         int bios_to_read = 0;
2557         struct bio_list bio_list;
2558         int ret;
2559         int pagenr;
2560         int stripe;
2561         struct bio *bio;
2562
2563         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2564         if (ret)
2565                 goto cleanup;
2566
2567         bio_list_init(&bio_list);
2568
2569         atomic_set(&rbio->error, 0);
2570         /*
2571          * build a list of bios to read all the missing parts of this
2572          * stripe
2573          */
2574         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2575                 for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2576                         struct page *page;
2577                         /*
2578                          * we want to find all the pages missing from
2579                          * the rbio and read them from the disk.  If
2580                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
2581                          * we don't need to read it off the stripe.
2582                          */
2583                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
2584                         if (page)
2585                                 continue;
2586
2587                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2588                         /*
2589                          * the bio cache may have handed us an uptodate
2590                          * page.  If so, be happy and use it
2591                          */
2592                         if (PageUptodate(page))
2593                                 continue;
2594
2595                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2596                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2597                         if (ret)
2598                                 goto cleanup;
2599                 }
2600         }
2601
2602         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2603         if (!bios_to_read) {
2604                 /*
2605                  * this can happen if others have merged with
2606                  * us, it means there is nothing left to read.
2607                  * But if there are missing devices it may not be
2608                  * safe to do the full stripe write yet.
2609                  */
2610                 goto finish;
2611         }
2612
2613         /*
2614          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2615          * not to touch it after that
2616          */
2617         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2618         while (1) {
2619                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2620                 if (!bio)
2621                         break;
2622
2623                 bio->bi_private = rbio;
2624                 bio->bi_end_io = raid56_parity_scrub_end_io;
2625                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2626
2627                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio,
2628                                     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,
2657                          &rbio->work);
2658 }
2659
2660 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2661 {
2662         if (!lock_stripe_add(rbio))
2663                 async_scrub_parity(rbio);
2664 }
2665
2666 /* The following code is used for dev replace of a missing RAID 5/6 device. */
2667
2668 struct btrfs_raid_bio *
2669 raid56_alloc_missing_rbio(struct btrfs_root *root, struct bio *bio,
2670                           struct btrfs_bio *bbio, u64 length)
2671 {
2672         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2673
2674         rbio = alloc_rbio(root, bbio, length);
2675         if (IS_ERR(rbio))
2676                 return NULL;
2677
2678         rbio->operation = BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING;
2679         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2680         /*
2681          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2682          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2683          */
2684         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2685
2686         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2687         if (rbio->faila == -1) {
2688                 BUG();
2689                 kfree(rbio);
2690                 return NULL;
2691         }
2692
2693         return rbio;
2694 }
2695
2696 static void missing_raid56_work(struct btrfs_work *work)
2697 {
2698         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2699
2700         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2701         __raid56_parity_recover(rbio);
2702 }
2703
2704 static void async_missing_raid56(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2705 {
2706         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2707                         missing_raid56_work, NULL, NULL);
2708
2709         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2710 }
2711
2712 void raid56_submit_missing_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2713 {
2714         if (!lock_stripe_add(rbio))
2715                 async_missing_raid56(rbio);
2716 }