GNU Linux-libre 4.14.254-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/mm.h>
35 #include <asm/div64.h>
36 #include "ctree.h"
37 #include "extent_map.h"
38 #include "disk-io.h"
39 #include "transaction.h"
40 #include "print-tree.h"
41 #include "volumes.h"
42 #include "raid56.h"
43 #include "async-thread.h"
44 #include "check-integrity.h"
45 #include "rcu-string.h"
46
47 /* set when additional merges to this rbio are not allowed */
48 #define RBIO_RMW_LOCKED_BIT     1
49
50 /*
51  * set when this rbio is sitting in the hash, but it is just a cache
52  * of past RMW
53  */
54 #define RBIO_CACHE_BIT          2
55
56 /*
57  * set when it is safe to trust the stripe_pages for caching
58  */
59 #define RBIO_CACHE_READY_BIT    3
60
61 #define RBIO_CACHE_SIZE 1024
62
63 enum btrfs_rbio_ops {
64         BTRFS_RBIO_WRITE,
65         BTRFS_RBIO_READ_REBUILD,
66         BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB,
67         BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING,
68 };
69
70 struct btrfs_raid_bio {
71         struct btrfs_fs_info *fs_info;
72         struct btrfs_bio *bbio;
73
74         /* while we're doing rmw on a stripe
75          * we put it into a hash table so we can
76          * lock the stripe and merge more rbios
77          * into it.
78          */
79         struct list_head hash_list;
80
81         /*
82          * LRU list for the stripe cache
83          */
84         struct list_head stripe_cache;
85
86         /*
87          * for scheduling work in the helper threads
88          */
89         struct btrfs_work work;
90
91         /*
92          * bio list and bio_list_lock are used
93          * to add more bios into the stripe
94          * in hopes of avoiding the full rmw
95          */
96         struct bio_list bio_list;
97         spinlock_t bio_list_lock;
98
99         /* also protected by the bio_list_lock, the
100          * plug list is used by the plugging code
101          * to collect partial bios while plugged.  The
102          * stripe locking code also uses it to hand off
103          * the stripe lock to the next pending IO
104          */
105         struct list_head plug_list;
106
107         /*
108          * flags that tell us if it is safe to
109          * merge with this bio
110          */
111         unsigned long flags;
112
113         /* size of each individual stripe on disk */
114         int stripe_len;
115
116         /* number of data stripes (no p/q) */
117         int nr_data;
118
119         int real_stripes;
120
121         int stripe_npages;
122         /*
123          * set if we're doing a parity rebuild
124          * for a read from higher up, which is handled
125          * differently from a parity rebuild as part of
126          * rmw
127          */
128         enum btrfs_rbio_ops operation;
129
130         /* first bad stripe */
131         int faila;
132
133         /* second bad stripe (for raid6 use) */
134         int failb;
135
136         int scrubp;
137         /*
138          * number of pages needed to represent the full
139          * stripe
140          */
141         int nr_pages;
142
143         /*
144          * size of all the bios in the bio_list.  This
145          * helps us decide if the rbio maps to a full
146          * stripe or not
147          */
148         int bio_list_bytes;
149
150         int generic_bio_cnt;
151
152         refcount_t refs;
153
154         atomic_t stripes_pending;
155
156         atomic_t error;
157         /*
158          * these are two arrays of pointers.  We allocate the
159          * rbio big enough to hold them both and setup their
160          * locations when the rbio is allocated
161          */
162
163         /* pointers to pages that we allocated for
164          * reading/writing stripes directly from the disk (including P/Q)
165          */
166         struct page **stripe_pages;
167
168         /*
169          * pointers to the pages in the bio_list.  Stored
170          * here for faster lookup
171          */
172         struct page **bio_pages;
173
174         /*
175          * bitmap to record which horizontal stripe has data
176          */
177         unsigned long *dbitmap;
178 };
179
180 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio);
181 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio);
182 static void rmw_work(struct btrfs_work *work);
183 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work);
184 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio);
185 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio);
186 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio);
187 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed);
188 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio);
189 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
190 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
191
192 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
193                                          int need_check);
194 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio);
195
196 /*
197  * the stripe hash table is used for locking, and to collect
198  * bios in hopes of making a full stripe
199  */
200 int btrfs_alloc_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
201 {
202         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
203         struct btrfs_stripe_hash_table *x;
204         struct btrfs_stripe_hash *cur;
205         struct btrfs_stripe_hash *h;
206         int num_entries = 1 << BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS;
207         int i;
208         int table_size;
209
210         if (info->stripe_hash_table)
211                 return 0;
212
213         /*
214          * The table is large, starting with order 4 and can go as high as
215          * order 7 in case lock debugging is turned on.
216          *
217          * Try harder to allocate and fallback to vmalloc to lower the chance
218          * of a failing mount.
219          */
220         table_size = sizeof(*table) + sizeof(*h) * num_entries;
221         table = kvzalloc(table_size, GFP_KERNEL);
222         if (!table)
223                 return -ENOMEM;
224
225         spin_lock_init(&table->cache_lock);
226         INIT_LIST_HEAD(&table->stripe_cache);
227
228         h = table->table;
229
230         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
231                 cur = h + i;
232                 INIT_LIST_HEAD(&cur->hash_list);
233                 spin_lock_init(&cur->lock);
234                 init_waitqueue_head(&cur->wait);
235         }
236
237         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
238         if (x)
239                 kvfree(x);
240         return 0;
241 }
242
243 /*
244  * caching an rbio means to copy anything from the
245  * bio_pages array into the stripe_pages array.  We
246  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
247  * to indicate if it has valid data
248  *
249  * once the caching is done, we set the cache ready
250  * bit.
251  */
252 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
253 {
254         int i;
255         char *s;
256         char *d;
257         int ret;
258
259         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
260         if (ret)
261                 return;
262
263         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
264                 if (!rbio->bio_pages[i])
265                         continue;
266
267                 s = kmap(rbio->bio_pages[i]);
268                 d = kmap(rbio->stripe_pages[i]);
269
270                 memcpy(d, s, PAGE_SIZE);
271
272                 kunmap(rbio->bio_pages[i]);
273                 kunmap(rbio->stripe_pages[i]);
274                 SetPageUptodate(rbio->stripe_pages[i]);
275         }
276         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
277 }
278
279 /*
280  * we hash on the first logical address of the stripe
281  */
282 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
283 {
284         u64 num = rbio->bbio->raid_map[0];
285
286         /*
287          * we shift down quite a bit.  We're using byte
288          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
289          * This tends to upset hash_64, and it consistently
290          * returns just one or two different values.
291          *
292          * shifting off the lower bits fixes things.
293          */
294         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
295 }
296
297 /*
298  * stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe
299  * array in the source rbio and putting them into the destination rbio
300  */
301 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
302 {
303         int i;
304         struct page *s;
305         struct page *d;
306
307         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
308                 return;
309
310         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
311                 s = src->stripe_pages[i];
312                 if (!s || !PageUptodate(s)) {
313                         continue;
314                 }
315
316                 d = dest->stripe_pages[i];
317                 if (d)
318                         __free_page(d);
319
320                 dest->stripe_pages[i] = s;
321                 src->stripe_pages[i] = NULL;
322         }
323 }
324
325 /*
326  * merging means we take the bio_list from the victim and
327  * splice it into the destination.  The victim should
328  * be discarded afterwards.
329  *
330  * must be called with dest->rbio_list_lock held
331  */
332 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
333                        struct btrfs_raid_bio *victim)
334 {
335         bio_list_merge(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
336         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
337         dest->generic_bio_cnt += victim->generic_bio_cnt;
338         bio_list_init(&victim->bio_list);
339 }
340
341 /*
342  * used to prune items that are in the cache.  The caller
343  * must hold the hash table lock.
344  */
345 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
346 {
347         int bucket = rbio_bucket(rbio);
348         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
349         struct btrfs_stripe_hash *h;
350         int freeit = 0;
351
352         /*
353          * check the bit again under the hash table lock.
354          */
355         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
356                 return;
357
358         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
359         h = table->table + bucket;
360
361         /* hold the lock for the bucket because we may be
362          * removing it from the hash table
363          */
364         spin_lock(&h->lock);
365
366         /*
367          * hold the lock for the bio list because we need
368          * to make sure the bio list is empty
369          */
370         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
371
372         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
373                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
374                 table->cache_size -= 1;
375                 freeit = 1;
376
377                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
378                  * still involved in an IO.  We take it out
379                  * of the cache list, and drop the ref that
380                  * was held for the list.
381                  *
382                  * If the bio_list was empty, we also remove
383                  * the rbio from the hash_table, and drop
384                  * the corresponding ref
385                  */
386                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
387                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
388                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
389                                 refcount_dec(&rbio->refs);
390                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
391                         }
392                 }
393         }
394
395         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
396         spin_unlock(&h->lock);
397
398         if (freeit)
399                 __free_raid_bio(rbio);
400 }
401
402 /*
403  * prune a given rbio from the cache
404  */
405 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
406 {
407         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
408         unsigned long flags;
409
410         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
411                 return;
412
413         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
414
415         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
416         __remove_rbio_from_cache(rbio);
417         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
418 }
419
420 /*
421  * remove everything in the cache
422  */
423 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
424 {
425         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
426         unsigned long flags;
427         struct btrfs_raid_bio *rbio;
428
429         table = info->stripe_hash_table;
430
431         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
432         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
433                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
434                                   struct btrfs_raid_bio,
435                                   stripe_cache);
436                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
437         }
438         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
439 }
440
441 /*
442  * remove all cached entries and free the hash table
443  * used by unmount
444  */
445 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
446 {
447         if (!info->stripe_hash_table)
448                 return;
449         btrfs_clear_rbio_cache(info);
450         kvfree(info->stripe_hash_table);
451         info->stripe_hash_table = NULL;
452 }
453
454 /*
455  * insert an rbio into the stripe cache.  It
456  * must have already been prepared by calling
457  * cache_rbio_pages
458  *
459  * If this rbio was already cached, it gets
460  * moved to the front of the lru.
461  *
462  * If the size of the rbio cache is too big, we
463  * prune an item.
464  */
465 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
466 {
467         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
468         unsigned long flags;
469
470         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
471                 return;
472
473         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
474
475         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
476         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
477
478         /* bump our ref if we were not in the list before */
479         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
480                 refcount_inc(&rbio->refs);
481
482         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
483                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
484         } else {
485                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
486                 table->cache_size += 1;
487         }
488
489         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
490
491         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
492                 struct btrfs_raid_bio *found;
493
494                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
495                                   struct btrfs_raid_bio,
496                                   stripe_cache);
497
498                 if (found != rbio)
499                         __remove_rbio_from_cache(found);
500         }
501
502         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
503 }
504
505 /*
506  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
507  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
508  * loop through.
509  */
510 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
511 {
512         int src_off = 0;
513         int xor_src_cnt = 0;
514         void *dest = pages[src_cnt];
515
516         while(src_cnt > 0) {
517                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
518                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
519
520                 src_cnt -= xor_src_cnt;
521                 src_off += xor_src_cnt;
522         }
523 }
524
525 /*
526  * returns true if the bio list inside this rbio
527  * covers an entire stripe (no rmw required).
528  * Must be called with the bio list lock held, or
529  * at a time when you know it is impossible to add
530  * new bios into the list
531  */
532 static int __rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
533 {
534         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
535         int ret = 1;
536
537         if (size != rbio->nr_data * rbio->stripe_len)
538                 ret = 0;
539
540         BUG_ON(size > rbio->nr_data * rbio->stripe_len);
541         return ret;
542 }
543
544 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
545 {
546         unsigned long flags;
547         int ret;
548
549         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
550         ret = __rbio_is_full(rbio);
551         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
552         return ret;
553 }
554
555 /*
556  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
557  * The merging is safe if the two rbios correspond to
558  * the same stripe and if they are both going in the same
559  * direction (read vs write), and if neither one is
560  * locked for final IO
561  *
562  * The caller is responsible for locking such that
563  * rmw_locked is safe to test
564  */
565 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
566                           struct btrfs_raid_bio *cur)
567 {
568         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
569             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
570                 return 0;
571
572         /*
573          * we can't merge with cached rbios, since the
574          * idea is that when we merge the destination
575          * rbio is going to run our IO for us.  We can
576          * steal from cached rbios though, other functions
577          * handle that.
578          */
579         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
580             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
581                 return 0;
582
583         if (last->bbio->raid_map[0] !=
584             cur->bbio->raid_map[0])
585                 return 0;
586
587         /* we can't merge with different operations */
588         if (last->operation != cur->operation)
589                 return 0;
590         /*
591          * We've need read the full stripe from the drive.
592          * check and repair the parity and write the new results.
593          *
594          * We're not allowed to add any new bios to the
595          * bio list here, anyone else that wants to
596          * change this stripe needs to do their own rmw.
597          */
598         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB ||
599             cur->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
600                 return 0;
601
602         if (last->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING ||
603             cur->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
604                 return 0;
605
606         return 1;
607 }
608
609 static int rbio_stripe_page_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
610                                   int index)
611 {
612         return stripe * rbio->stripe_npages + index;
613 }
614
615 /*
616  * these are just the pages from the rbio array, not from anything
617  * the FS sent down to us
618  */
619 static struct page *rbio_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
620                                      int index)
621 {
622         return rbio->stripe_pages[rbio_stripe_page_index(rbio, stripe, index)];
623 }
624
625 /*
626  * helper to index into the pstripe
627  */
628 static struct page *rbio_pstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
629 {
630         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data, index);
631 }
632
633 /*
634  * helper to index into the qstripe, returns null
635  * if there is no qstripe
636  */
637 static struct page *rbio_qstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
638 {
639         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
640                 return NULL;
641         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data + 1, index);
642 }
643
644 /*
645  * The first stripe in the table for a logical address
646  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
647  *
648  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
649  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
650  * themselves.
651  *
652  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
653  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
654  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
655  *
656  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
657  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
658  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
659  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
660  * 1 is returned
661  *
662  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
663  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
664  * already been freed.
665  */
666 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
667 {
668         int bucket = rbio_bucket(rbio);
669         struct btrfs_stripe_hash *h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
670         struct btrfs_raid_bio *cur;
671         struct btrfs_raid_bio *pending;
672         unsigned long flags;
673         DEFINE_WAIT(wait);
674         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
675         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
676         int ret = 0;
677
678         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
679         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
680                 if (cur->bbio->raid_map[0] == rbio->bbio->raid_map[0]) {
681                         spin_lock(&cur->bio_list_lock);
682
683                         /* can we steal this cached rbio's pages? */
684                         if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
685                             list_empty(&cur->plug_list) &&
686                             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
687                             !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
688                                 list_del_init(&cur->hash_list);
689                                 refcount_dec(&cur->refs);
690
691                                 steal_rbio(cur, rbio);
692                                 cache_drop = cur;
693                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
694
695                                 goto lockit;
696                         }
697
698                         /* can we merge into the lock owner? */
699                         if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
700                                 merge_rbio(cur, rbio);
701                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
702                                 freeit = rbio;
703                                 ret = 1;
704                                 goto out;
705                         }
706
707
708                         /*
709                          * we couldn't merge with the running
710                          * rbio, see if we can merge with the
711                          * pending ones.  We don't have to
712                          * check for rmw_locked because there
713                          * is no way they are inside finish_rmw
714                          * right now
715                          */
716                         list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list,
717                                             plug_list) {
718                                 if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
719                                         merge_rbio(pending, rbio);
720                                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
721                                         freeit = rbio;
722                                         ret = 1;
723                                         goto out;
724                                 }
725                         }
726
727                         /* no merging, put us on the tail of the plug list,
728                          * our rbio will be started with the currently
729                          * running rbio unlocks
730                          */
731                         list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
732                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
733                         ret = 1;
734                         goto out;
735                 }
736         }
737 lockit:
738         refcount_inc(&rbio->refs);
739         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
740 out:
741         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
742         if (cache_drop)
743                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
744         if (freeit)
745                 __free_raid_bio(freeit);
746         return ret;
747 }
748
749 /*
750  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
751  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
752  */
753 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
754 {
755         int bucket;
756         struct btrfs_stripe_hash *h;
757         unsigned long flags;
758         int keep_cache = 0;
759
760         bucket = rbio_bucket(rbio);
761         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
762
763         if (list_empty(&rbio->plug_list))
764                 cache_rbio(rbio);
765
766         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
767         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
768
769         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
770                 /*
771                  * if we're still cached and there is no other IO
772                  * to perform, just leave this rbio here for others
773                  * to steal from later
774                  */
775                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
776                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
777                         keep_cache = 1;
778                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
779                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
780                         goto done;
781                 }
782
783                 list_del_init(&rbio->hash_list);
784                 refcount_dec(&rbio->refs);
785
786                 /*
787                  * we use the plug list to hold all the rbios
788                  * waiting for the chance to lock this stripe.
789                  * hand the lock over to one of them.
790                  */
791                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
792                         struct btrfs_raid_bio *next;
793                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
794
795                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
796                                           plug_list);
797
798                         list_del_init(&rbio->plug_list);
799
800                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
801                         refcount_inc(&next->refs);
802                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
803                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
804
805                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
806                                 async_read_rebuild(next);
807                         else if (next->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
808                                 steal_rbio(rbio, next);
809                                 async_read_rebuild(next);
810                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
811                                 steal_rbio(rbio, next);
812                                 async_rmw_stripe(next);
813                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
814                                 steal_rbio(rbio, next);
815                                 async_scrub_parity(next);
816                         }
817
818                         goto done_nolock;
819                         /*
820                          * The barrier for this waitqueue_active is not needed,
821                          * we're protected by h->lock and can't miss a wakeup.
822                          */
823                 } else if (waitqueue_active(&h->wait)) {
824                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
825                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
826                         wake_up(&h->wait);
827                         goto done_nolock;
828                 }
829         }
830 done:
831         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
832         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
833
834 done_nolock:
835         if (!keep_cache)
836                 remove_rbio_from_cache(rbio);
837 }
838
839 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
840 {
841         int i;
842
843         if (!refcount_dec_and_test(&rbio->refs))
844                 return;
845
846         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
847         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
848         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
849
850         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
851                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
852                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
853                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
854                 }
855         }
856
857         btrfs_put_bbio(rbio->bbio);
858         kfree(rbio);
859 }
860
861 static void rbio_endio_bio_list(struct bio *cur, blk_status_t err)
862 {
863         struct bio *next;
864
865         while (cur) {
866                 next = cur->bi_next;
867                 cur->bi_next = NULL;
868                 cur->bi_status = err;
869                 bio_endio(cur);
870                 cur = next;
871         }
872 }
873
874 /*
875  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
876  * bio_list and calls end_io on them
877  */
878 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, blk_status_t err)
879 {
880         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
881         struct bio *extra;
882
883         if (rbio->generic_bio_cnt)
884                 btrfs_bio_counter_sub(rbio->fs_info, rbio->generic_bio_cnt);
885
886         /*
887          * At this moment, rbio->bio_list is empty, however since rbio does not
888          * always have RBIO_RMW_LOCKED_BIT set and rbio is still linked on the
889          * hash list, rbio may be merged with others so that rbio->bio_list
890          * becomes non-empty.
891          * Once unlock_stripe() is done, rbio->bio_list will not be updated any
892          * more and we can call bio_endio() on all queued bios.
893          */
894         unlock_stripe(rbio);
895         extra = bio_list_get(&rbio->bio_list);
896         __free_raid_bio(rbio);
897
898         rbio_endio_bio_list(cur, err);
899         if (extra)
900                 rbio_endio_bio_list(extra, err);
901 }
902
903 /*
904  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
905  * get here, we've written a full stripe
906  */
907 static void raid_write_end_io(struct bio *bio)
908 {
909         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
910         blk_status_t err = bio->bi_status;
911         int max_errors;
912
913         if (err)
914                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
915
916         bio_put(bio);
917
918         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
919                 return;
920
921         err = BLK_STS_OK;
922
923         /* OK, we have read all the stripes we need to. */
924         max_errors = (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) ?
925                      0 : rbio->bbio->max_errors;
926         if (atomic_read(&rbio->error) > max_errors)
927                 err = BLK_STS_IOERR;
928
929         rbio_orig_end_io(rbio, err);
930 }
931
932 /*
933  * the read/modify/write code wants to use the original bio for
934  * any pages it included, and then use the rbio for everything
935  * else.  This function decides if a given index (stripe number)
936  * and page number in that stripe fall inside the original bio
937  * or the rbio.
938  *
939  * if you set bio_list_only, you'll get a NULL back for any ranges
940  * that are outside the bio_list
941  *
942  * This doesn't take any refs on anything, you get a bare page pointer
943  * and the caller must bump refs as required.
944  *
945  * You must call index_rbio_pages once before you can trust
946  * the answers from this function.
947  */
948 static struct page *page_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
949                                  int index, int pagenr, int bio_list_only)
950 {
951         int chunk_page;
952         struct page *p = NULL;
953
954         chunk_page = index * (rbio->stripe_len >> PAGE_SHIFT) + pagenr;
955
956         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
957         p = rbio->bio_pages[chunk_page];
958         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
959
960         if (p || bio_list_only)
961                 return p;
962
963         return rbio->stripe_pages[chunk_page];
964 }
965
966 /*
967  * number of pages we need for the entire stripe across all the
968  * drives
969  */
970 static unsigned long rbio_nr_pages(unsigned long stripe_len, int nr_stripes)
971 {
972         return DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE) * nr_stripes;
973 }
974
975 /*
976  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
977  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
978  */
979 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
980                                          struct btrfs_bio *bbio,
981                                          u64 stripe_len)
982 {
983         struct btrfs_raid_bio *rbio;
984         int nr_data = 0;
985         int real_stripes = bbio->num_stripes - bbio->num_tgtdevs;
986         int num_pages = rbio_nr_pages(stripe_len, real_stripes);
987         int stripe_npages = DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE);
988         void *p;
989
990         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio) + num_pages * sizeof(struct page *) * 2 +
991                        DIV_ROUND_UP(stripe_npages, BITS_PER_LONG) *
992                        sizeof(long), GFP_NOFS);
993         if (!rbio)
994                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
995
996         bio_list_init(&rbio->bio_list);
997         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
998         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
999         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
1000         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
1001         rbio->bbio = bbio;
1002         rbio->fs_info = fs_info;
1003         rbio->stripe_len = stripe_len;
1004         rbio->nr_pages = num_pages;
1005         rbio->real_stripes = real_stripes;
1006         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
1007         rbio->faila = -1;
1008         rbio->failb = -1;
1009         refcount_set(&rbio->refs, 1);
1010         atomic_set(&rbio->error, 0);
1011         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
1012
1013         /*
1014          * the stripe_pages and bio_pages array point to the extra
1015          * memory we allocated past the end of the rbio
1016          */
1017         p = rbio + 1;
1018         rbio->stripe_pages = p;
1019         rbio->bio_pages = p + sizeof(struct page *) * num_pages;
1020         rbio->dbitmap = p + sizeof(struct page *) * num_pages * 2;
1021
1022         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
1023                 nr_data = real_stripes - 1;
1024         else if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
1025                 nr_data = real_stripes - 2;
1026         else
1027                 BUG();
1028
1029         rbio->nr_data = nr_data;
1030         return rbio;
1031 }
1032
1033 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1034 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1035 {
1036         int i;
1037         struct page *page;
1038
1039         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
1040                 if (rbio->stripe_pages[i])
1041                         continue;
1042                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1043                 if (!page)
1044                         return -ENOMEM;
1045                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1046         }
1047         return 0;
1048 }
1049
1050 /* only allocate pages for p/q stripes */
1051 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1052 {
1053         int i;
1054         struct page *page;
1055
1056         i = rbio_stripe_page_index(rbio, rbio->nr_data, 0);
1057
1058         for (; i < rbio->nr_pages; i++) {
1059                 if (rbio->stripe_pages[i])
1060                         continue;
1061                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1062                 if (!page)
1063                         return -ENOMEM;
1064                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1065         }
1066         return 0;
1067 }
1068
1069 /*
1070  * add a single page from a specific stripe into our list of bios for IO
1071  * this will try to merge into existing bios if possible, and returns
1072  * zero if all went well.
1073  */
1074 static int rbio_add_io_page(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1075                             struct bio_list *bio_list,
1076                             struct page *page,
1077                             int stripe_nr,
1078                             unsigned long page_index,
1079                             unsigned long bio_max_len)
1080 {
1081         struct bio *last = bio_list->tail;
1082         u64 last_end = 0;
1083         int ret;
1084         struct bio *bio;
1085         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1086         u64 disk_start;
1087
1088         stripe = &rbio->bbio->stripes[stripe_nr];
1089         disk_start = stripe->physical + (page_index << PAGE_SHIFT);
1090
1091         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1092         if (!stripe->dev->bdev)
1093                 return fail_rbio_index(rbio, stripe_nr);
1094
1095         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1096         if (last) {
1097                 last_end = (u64)last->bi_iter.bi_sector << 9;
1098                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1099
1100                 /*
1101                  * we can't merge these if they are from different
1102                  * devices or if they are not contiguous
1103                  */
1104                 if (last_end == disk_start && stripe->dev->bdev &&
1105                     !last->bi_status &&
1106                     last->bi_disk == stripe->dev->bdev->bd_disk &&
1107                     last->bi_partno == stripe->dev->bdev->bd_partno) {
1108                         ret = bio_add_page(last, page, PAGE_SIZE, 0);
1109                         if (ret == PAGE_SIZE)
1110                                 return 0;
1111                 }
1112         }
1113
1114         /* put a new bio on the list */
1115         bio = btrfs_io_bio_alloc(bio_max_len >> PAGE_SHIFT ?: 1);
1116         bio->bi_iter.bi_size = 0;
1117         bio_set_dev(bio, stripe->dev->bdev);
1118         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1119
1120         bio_add_page(bio, page, PAGE_SIZE, 0);
1121         bio_list_add(bio_list, bio);
1122         return 0;
1123 }
1124
1125 /*
1126  * while we're doing the read/modify/write cycle, we could
1127  * have errors in reading pages off the disk.  This checks
1128  * for errors and if we're not able to read the page it'll
1129  * trigger parity reconstruction.  The rmw will be finished
1130  * after we've reconstructed the failed stripes
1131  */
1132 static void validate_rbio_for_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1133 {
1134         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
1135                 BUG_ON(rbio->faila == rbio->real_stripes - 1);
1136                 __raid56_parity_recover(rbio);
1137         } else {
1138                 finish_rmw(rbio);
1139         }
1140 }
1141
1142 /*
1143  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1144  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1145  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1146  * reconstruction.
1147  *
1148  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1149  */
1150 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1151 {
1152         struct bio *bio;
1153         u64 start;
1154         unsigned long stripe_offset;
1155         unsigned long page_index;
1156
1157         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1158         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list) {
1159                 struct bio_vec bvec;
1160                 struct bvec_iter iter;
1161                 int i = 0;
1162
1163                 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1164                 stripe_offset = start - rbio->bbio->raid_map[0];
1165                 page_index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
1166
1167                 if (bio_flagged(bio, BIO_CLONED))
1168                         bio->bi_iter = btrfs_io_bio(bio)->iter;
1169
1170                 bio_for_each_segment(bvec, bio, iter) {
1171                         rbio->bio_pages[page_index + i] = bvec.bv_page;
1172                         i++;
1173                 }
1174         }
1175         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1176 }
1177
1178 /*
1179  * this is called from one of two situations.  We either
1180  * have a full stripe from the higher layers, or we've read all
1181  * the missing bits off disk.
1182  *
1183  * This will calculate the parity and then send down any
1184  * changed blocks.
1185  */
1186 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1187 {
1188         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
1189         void *pointers[rbio->real_stripes];
1190         int nr_data = rbio->nr_data;
1191         int stripe;
1192         int pagenr;
1193         bool has_qstripe;
1194         struct bio_list bio_list;
1195         struct bio *bio;
1196         int ret;
1197
1198         bio_list_init(&bio_list);
1199
1200         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1)
1201                 has_qstripe = false;
1202         else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2)
1203                 has_qstripe = true;
1204         else
1205                 BUG();
1206
1207         /* at this point we either have a full stripe,
1208          * or we've read the full stripe from the drive.
1209          * recalculate the parity and write the new results.
1210          *
1211          * We're not allowed to add any new bios to the
1212          * bio list here, anyone else that wants to
1213          * change this stripe needs to do their own rmw.
1214          */
1215         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1216         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1217         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1218
1219         atomic_set(&rbio->error, 0);
1220
1221         /*
1222          * now that we've set rmw_locked, run through the
1223          * bio list one last time and map the page pointers
1224          *
1225          * We don't cache full rbios because we're assuming
1226          * the higher layers are unlikely to use this area of
1227          * the disk again soon.  If they do use it again,
1228          * hopefully they will send another full bio.
1229          */
1230         index_rbio_pages(rbio);
1231         if (!rbio_is_full(rbio))
1232                 cache_rbio_pages(rbio);
1233         else
1234                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1235
1236         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1237                 struct page *p;
1238                 /* first collect one page from each data stripe */
1239                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
1240                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1241                         pointers[stripe] = kmap(p);
1242                 }
1243
1244                 /* then add the parity stripe */
1245                 p = rbio_pstripe_page(rbio, pagenr);
1246                 SetPageUptodate(p);
1247                 pointers[stripe++] = kmap(p);
1248
1249                 if (has_qstripe) {
1250
1251                         /*
1252                          * raid6, add the qstripe and call the
1253                          * library function to fill in our p/q
1254                          */
1255                         p = rbio_qstripe_page(rbio, pagenr);
1256                         SetPageUptodate(p);
1257                         pointers[stripe++] = kmap(p);
1258
1259                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
1260                                                 pointers);
1261                 } else {
1262                         /* raid5 */
1263                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
1264                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1265                 }
1266
1267
1268                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
1269                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
1270         }
1271
1272         /*
1273          * time to start writing.  Make bios for everything from the
1274          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
1275          * everything else.
1276          */
1277         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1278                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1279                         struct page *page;
1280                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1281                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1282                                 if (!page)
1283                                         continue;
1284                         } else {
1285                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1286                         }
1287
1288                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
1289                                        page, stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1290                         if (ret)
1291                                 goto cleanup;
1292                 }
1293         }
1294
1295         if (likely(!bbio->num_tgtdevs))
1296                 goto write_data;
1297
1298         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1299                 if (!bbio->tgtdev_map[stripe])
1300                         continue;
1301
1302                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1303                         struct page *page;
1304                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1305                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1306                                 if (!page)
1307                                         continue;
1308                         } else {
1309                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1310                         }
1311
1312                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1313                                                rbio->bbio->tgtdev_map[stripe],
1314                                                pagenr, rbio->stripe_len);
1315                         if (ret)
1316                                 goto cleanup;
1317                 }
1318         }
1319
1320 write_data:
1321         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(&bio_list));
1322         BUG_ON(atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
1323
1324         while (1) {
1325                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1326                 if (!bio)
1327                         break;
1328
1329                 bio->bi_private = rbio;
1330                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
1331                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
1332
1333                 submit_bio(bio);
1334         }
1335         return;
1336
1337 cleanup:
1338         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1339 }
1340
1341 /*
1342  * helper to find the stripe number for a given bio.  Used to figure out which
1343  * stripe has failed.  This expects the bio to correspond to a physical disk,
1344  * so it looks up based on physical sector numbers.
1345  */
1346 static int find_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1347                            struct bio *bio)
1348 {
1349         u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector;
1350         u64 stripe_start;
1351         int i;
1352         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1353
1354         physical <<= 9;
1355
1356         for (i = 0; i < rbio->bbio->num_stripes; i++) {
1357                 stripe = &rbio->bbio->stripes[i];
1358                 stripe_start = stripe->physical;
1359                 if (physical >= stripe_start &&
1360                     physical < stripe_start + rbio->stripe_len &&
1361                     stripe->dev->bdev &&
1362                     bio->bi_disk == stripe->dev->bdev->bd_disk &&
1363                     bio->bi_partno == stripe->dev->bdev->bd_partno) {
1364                         return i;
1365                 }
1366         }
1367         return -1;
1368 }
1369
1370 /*
1371  * helper to find the stripe number for a given
1372  * bio (before mapping).  Used to figure out which stripe has
1373  * failed.  This looks up based on logical block numbers.
1374  */
1375 static int find_logical_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1376                                    struct bio *bio)
1377 {
1378         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector;
1379         u64 stripe_start;
1380         int i;
1381
1382         logical <<= 9;
1383
1384         for (i = 0; i < rbio->nr_data; i++) {
1385                 stripe_start = rbio->bbio->raid_map[i];
1386                 if (logical >= stripe_start &&
1387                     logical < stripe_start + rbio->stripe_len) {
1388                         return i;
1389                 }
1390         }
1391         return -1;
1392 }
1393
1394 /*
1395  * returns -EIO if we had too many failures
1396  */
1397 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed)
1398 {
1399         unsigned long flags;
1400         int ret = 0;
1401
1402         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
1403
1404         /* we already know this stripe is bad, move on */
1405         if (rbio->faila == failed || rbio->failb == failed)
1406                 goto out;
1407
1408         if (rbio->faila == -1) {
1409                 /* first failure on this rbio */
1410                 rbio->faila = failed;
1411                 atomic_inc(&rbio->error);
1412         } else if (rbio->failb == -1) {
1413                 /* second failure on this rbio */
1414                 rbio->failb = failed;
1415                 atomic_inc(&rbio->error);
1416         } else {
1417                 ret = -EIO;
1418         }
1419 out:
1420         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
1421
1422         return ret;
1423 }
1424
1425 /*
1426  * helper to fail a stripe based on a physical disk
1427  * bio.
1428  */
1429 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1430                            struct bio *bio)
1431 {
1432         int failed = find_bio_stripe(rbio, bio);
1433
1434         if (failed < 0)
1435                 return -EIO;
1436
1437         return fail_rbio_index(rbio, failed);
1438 }
1439
1440 /*
1441  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1442  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1443  */
1444 static void set_bio_pages_uptodate(struct bio *bio)
1445 {
1446         struct bio_vec *bvec;
1447         int i;
1448
1449         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
1450
1451         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1452                 SetPageUptodate(bvec->bv_page);
1453 }
1454
1455 /*
1456  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
1457  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
1458  * stripe.
1459  *
1460  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
1461  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
1462  */
1463 static void raid_rmw_end_io(struct bio *bio)
1464 {
1465         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1466
1467         if (bio->bi_status)
1468                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1469         else
1470                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1471
1472         bio_put(bio);
1473
1474         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1475                 return;
1476
1477         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
1478                 goto cleanup;
1479
1480         /*
1481          * this will normally call finish_rmw to start our write
1482          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
1483          * from parity first
1484          */
1485         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1486         return;
1487
1488 cleanup:
1489
1490         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1491 }
1492
1493 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1494 {
1495         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper, rmw_work, NULL, NULL);
1496         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1497 }
1498
1499 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1500 {
1501         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1502                         read_rebuild_work, NULL, NULL);
1503
1504         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1505 }
1506
1507 /*
1508  * the stripe must be locked by the caller.  It will
1509  * unlock after all the writes are done
1510  */
1511 static int raid56_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1512 {
1513         int bios_to_read = 0;
1514         struct bio_list bio_list;
1515         int ret;
1516         int pagenr;
1517         int stripe;
1518         struct bio *bio;
1519
1520         bio_list_init(&bio_list);
1521
1522         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
1523         if (ret)
1524                 goto cleanup;
1525
1526         index_rbio_pages(rbio);
1527
1528         atomic_set(&rbio->error, 0);
1529         /*
1530          * build a list of bios to read all the missing parts of this
1531          * stripe
1532          */
1533         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1534                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1535                         struct page *page;
1536                         /*
1537                          * we want to find all the pages missing from
1538                          * the rbio and read them from the disk.  If
1539                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
1540                          * we don't need to read it off the stripe.
1541                          */
1542                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1543                         if (page)
1544                                 continue;
1545
1546                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1547                         /*
1548                          * the bio cache may have handed us an uptodate
1549                          * page.  If so, be happy and use it
1550                          */
1551                         if (PageUptodate(page))
1552                                 continue;
1553
1554                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1555                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1556                         if (ret)
1557                                 goto cleanup;
1558                 }
1559         }
1560
1561         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
1562         if (!bios_to_read) {
1563                 /*
1564                  * this can happen if others have merged with
1565                  * us, it means there is nothing left to read.
1566                  * But if there are missing devices it may not be
1567                  * safe to do the full stripe write yet.
1568                  */
1569                 goto finish;
1570         }
1571
1572         /*
1573          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
1574          * not to touch it after that
1575          */
1576         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
1577         while (1) {
1578                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1579                 if (!bio)
1580                         break;
1581
1582                 bio->bi_private = rbio;
1583                 bio->bi_end_io = raid_rmw_end_io;
1584                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
1585
1586                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
1587
1588                 submit_bio(bio);
1589         }
1590         /* the actual write will happen once the reads are done */
1591         return 0;
1592
1593 cleanup:
1594         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1595         return -EIO;
1596
1597 finish:
1598         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1599         return 0;
1600 }
1601
1602 /*
1603  * if the upper layers pass in a full stripe, we thank them by only allocating
1604  * enough pages to hold the parity, and sending it all down quickly.
1605  */
1606 static int full_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1607 {
1608         int ret;
1609
1610         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
1611         if (ret) {
1612                 __free_raid_bio(rbio);
1613                 return ret;
1614         }
1615
1616         ret = lock_stripe_add(rbio);
1617         if (ret == 0)
1618                 finish_rmw(rbio);
1619         return 0;
1620 }
1621
1622 /*
1623  * partial stripe writes get handed over to async helpers.
1624  * We're really hoping to merge a few more writes into this
1625  * rbio before calculating new parity
1626  */
1627 static int partial_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1628 {
1629         int ret;
1630
1631         ret = lock_stripe_add(rbio);
1632         if (ret == 0)
1633                 async_rmw_stripe(rbio);
1634         return 0;
1635 }
1636
1637 /*
1638  * sometimes while we were reading from the drive to
1639  * recalculate parity, enough new bios come into create
1640  * a full stripe.  So we do a check here to see if we can
1641  * go directly to finish_rmw
1642  */
1643 static int __raid56_parity_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1644 {
1645         /* head off into rmw land if we don't have a full stripe */
1646         if (!rbio_is_full(rbio))
1647                 return partial_stripe_write(rbio);
1648         return full_stripe_write(rbio);
1649 }
1650
1651 /*
1652  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1653  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1654  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1655  * we sort the list by logical block number and merge
1656  * everything we can into the same rbios
1657  */
1658 struct btrfs_plug_cb {
1659         struct blk_plug_cb cb;
1660         struct btrfs_fs_info *info;
1661         struct list_head rbio_list;
1662         struct btrfs_work work;
1663 };
1664
1665 /*
1666  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1667  */
1668 static int plug_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1669 {
1670         struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1671                                                  plug_list);
1672         struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1673                                                  plug_list);
1674         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1675         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1676
1677         if (a_sector < b_sector)
1678                 return -1;
1679         if (a_sector > b_sector)
1680                 return 1;
1681         return 0;
1682 }
1683
1684 static void run_plug(struct btrfs_plug_cb *plug)
1685 {
1686         struct btrfs_raid_bio *cur;
1687         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1688
1689         /*
1690          * sort our plug list then try to merge
1691          * everything we can in hopes of creating full
1692          * stripes.
1693          */
1694         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1695         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1696                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1697                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1698                 list_del_init(&cur->plug_list);
1699
1700                 if (rbio_is_full(cur)) {
1701                         /* we have a full stripe, send it down */
1702                         full_stripe_write(cur);
1703                         continue;
1704                 }
1705                 if (last) {
1706                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1707                                 merge_rbio(last, cur);
1708                                 __free_raid_bio(cur);
1709                                 continue;
1710
1711                         }
1712                         __raid56_parity_write(last);
1713                 }
1714                 last = cur;
1715         }
1716         if (last) {
1717                 __raid56_parity_write(last);
1718         }
1719         kfree(plug);
1720 }
1721
1722 /*
1723  * if the unplug comes from schedule, we have to push the
1724  * work off to a helper thread
1725  */
1726 static void unplug_work(struct btrfs_work *work)
1727 {
1728         struct btrfs_plug_cb *plug;
1729         plug = container_of(work, struct btrfs_plug_cb, work);
1730         run_plug(plug);
1731 }
1732
1733 static void btrfs_raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1734 {
1735         struct btrfs_plug_cb *plug;
1736         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1737
1738         if (from_schedule) {
1739                 btrfs_init_work(&plug->work, btrfs_rmw_helper,
1740                                 unplug_work, NULL, NULL);
1741                 btrfs_queue_work(plug->info->rmw_workers,
1742                                  &plug->work);
1743                 return;
1744         }
1745         run_plug(plug);
1746 }
1747
1748 /*
1749  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1750  */
1751 int raid56_parity_write(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
1752                         struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
1753 {
1754         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1755         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1756         struct blk_plug_cb *cb;
1757         int ret;
1758
1759         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
1760         if (IS_ERR(rbio)) {
1761                 btrfs_put_bbio(bbio);
1762                 return PTR_ERR(rbio);
1763         }
1764         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
1765         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
1766         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1767
1768         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
1769         rbio->generic_bio_cnt = 1;
1770
1771         /*
1772          * don't plug on full rbios, just get them out the door
1773          * as quickly as we can
1774          */
1775         if (rbio_is_full(rbio)) {
1776                 ret = full_stripe_write(rbio);
1777                 if (ret)
1778                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1779                 return ret;
1780         }
1781
1782         cb = blk_check_plugged(btrfs_raid_unplug, fs_info, sizeof(*plug));
1783         if (cb) {
1784                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1785                 if (!plug->info) {
1786                         plug->info = fs_info;
1787                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1788                 }
1789                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1790                 ret = 0;
1791         } else {
1792                 ret = __raid56_parity_write(rbio);
1793                 if (ret)
1794                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1795         }
1796         return ret;
1797 }
1798
1799 /*
1800  * all parity reconstruction happens here.  We've read in everything
1801  * we can find from the drives and this does the heavy lifting of
1802  * sorting the good from the bad.
1803  */
1804 static void __raid_recover_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1805 {
1806         int pagenr, stripe;
1807         void **pointers;
1808         int faila = -1, failb = -1;
1809         struct page *page;
1810         blk_status_t err;
1811         int i;
1812
1813         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1814         if (!pointers) {
1815                 err = BLK_STS_RESOURCE;
1816                 goto cleanup_io;
1817         }
1818
1819         faila = rbio->faila;
1820         failb = rbio->failb;
1821
1822         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1823             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1824                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1825                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1826                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1827         }
1828
1829         index_rbio_pages(rbio);
1830
1831         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1832                 /*
1833                  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1834                  * which we have data when doing parity scrub.
1835                  */
1836                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1837                     !test_bit(pagenr, rbio->dbitmap))
1838                         continue;
1839
1840                 /* setup our array of pointers with pages
1841                  * from each stripe
1842                  */
1843                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1844                         /*
1845                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1846                          * pages from the bio list
1847                          */
1848                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1849                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1850                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1851                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1852                         } else {
1853                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1854                         }
1855                         pointers[stripe] = kmap(page);
1856                 }
1857
1858                 /* all raid6 handling here */
1859                 if (rbio->bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1860                         /*
1861                          * single failure, rebuild from parity raid5
1862                          * style
1863                          */
1864                         if (failb < 0) {
1865                                 if (faila == rbio->nr_data) {
1866                                         /*
1867                                          * Just the P stripe has failed, without
1868                                          * a bad data or Q stripe.
1869                                          * TODO, we should redo the xor here.
1870                                          */
1871                                         err = BLK_STS_IOERR;
1872                                         goto cleanup;
1873                                 }
1874                                 /*
1875                                  * a single failure in raid6 is rebuilt
1876                                  * in the pstripe code below
1877                                  */
1878                                 goto pstripe;
1879                         }
1880
1881                         /* make sure our ps and qs are in order */
1882                         if (faila > failb) {
1883                                 int tmp = failb;
1884                                 failb = faila;
1885                                 faila = tmp;
1886                         }
1887
1888                         /* if the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction
1889                          * from the xors.
1890                          * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1891                          * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1892                          * data they want
1893                          */
1894                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1895                                 if (rbio->bbio->raid_map[faila] ==
1896                                     RAID5_P_STRIPE) {
1897                                         err = BLK_STS_IOERR;
1898                                         goto cleanup;
1899                                 }
1900                                 /*
1901                                  * otherwise we have one bad data stripe and
1902                                  * a good P stripe.  raid5!
1903                                  */
1904                                 goto pstripe;
1905                         }
1906
1907                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1908                                 raid6_datap_recov(rbio->real_stripes,
1909                                                   PAGE_SIZE, faila, pointers);
1910                         } else {
1911                                 raid6_2data_recov(rbio->real_stripes,
1912                                                   PAGE_SIZE, faila, failb,
1913                                                   pointers);
1914                         }
1915                 } else {
1916                         void *p;
1917
1918                         /* rebuild from P stripe here (raid5 or raid6) */
1919                         BUG_ON(failb != -1);
1920 pstripe:
1921                         /* Copy parity block into failed block to start with */
1922                         memcpy(pointers[faila],
1923                                pointers[rbio->nr_data],
1924                                PAGE_SIZE);
1925
1926                         /* rearrange the pointer array */
1927                         p = pointers[faila];
1928                         for (stripe = faila; stripe < rbio->nr_data - 1; stripe++)
1929                                 pointers[stripe] = pointers[stripe + 1];
1930                         pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1931
1932                         /* xor in the rest */
1933                         run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1934                 }
1935                 /* if we're doing this rebuild as part of an rmw, go through
1936                  * and set all of our private rbio pages in the
1937                  * failed stripes as uptodate.  This way finish_rmw will
1938                  * know they can be trusted.  If this was a read reconstruction,
1939                  * other endio functions will fiddle the uptodate bits
1940                  */
1941                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
1942                         for (i = 0;  i < rbio->stripe_npages; i++) {
1943                                 if (faila != -1) {
1944                                         page = rbio_stripe_page(rbio, faila, i);
1945                                         SetPageUptodate(page);
1946                                 }
1947                                 if (failb != -1) {
1948                                         page = rbio_stripe_page(rbio, failb, i);
1949                                         SetPageUptodate(page);
1950                                 }
1951                         }
1952                 }
1953                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1954                         /*
1955                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1956                          * pages from the bio list
1957                          */
1958                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1959                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1960                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1961                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1962                         } else {
1963                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1964                         }
1965                         kunmap(page);
1966                 }
1967         }
1968
1969         err = BLK_STS_OK;
1970 cleanup:
1971         kfree(pointers);
1972
1973 cleanup_io:
1974         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
1975                 if (err == BLK_STS_OK)
1976                         cache_rbio_pages(rbio);
1977                 else
1978                         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1979
1980                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1981         } else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1982                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1983         } else if (err == BLK_STS_OK) {
1984                 rbio->faila = -1;
1985                 rbio->failb = -1;
1986
1987                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE)
1988                         finish_rmw(rbio);
1989                 else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
1990                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
1991                 else
1992                         BUG();
1993         } else {
1994                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1995         }
1996 }
1997
1998 /*
1999  * This is called only for stripes we've read from disk to
2000  * reconstruct the parity.
2001  */
2002 static void raid_recover_end_io(struct bio *bio)
2003 {
2004         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2005
2006         /*
2007          * we only read stripe pages off the disk, set them
2008          * up to date if there were no errors
2009          */
2010         if (bio->bi_status)
2011                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2012         else
2013                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2014         bio_put(bio);
2015
2016         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2017                 return;
2018
2019         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2020                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2021         else
2022                 __raid_recover_end_io(rbio);
2023 }
2024
2025 /*
2026  * reads everything we need off the disk to reconstruct
2027  * the parity. endio handlers trigger final reconstruction
2028  * when the IO is done.
2029  *
2030  * This is used both for reads from the higher layers and for
2031  * parity construction required to finish a rmw cycle.
2032  */
2033 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2034 {
2035         int bios_to_read = 0;
2036         struct bio_list bio_list;
2037         int ret;
2038         int pagenr;
2039         int stripe;
2040         struct bio *bio;
2041
2042         bio_list_init(&bio_list);
2043
2044         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2045         if (ret)
2046                 goto cleanup;
2047
2048         atomic_set(&rbio->error, 0);
2049
2050         /*
2051          * read everything that hasn't failed.  Thanks to the
2052          * stripe cache, it is possible that some or all of these
2053          * pages are going to be uptodate.
2054          */
2055         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2056                 if (rbio->faila == stripe || rbio->failb == stripe) {
2057                         atomic_inc(&rbio->error);
2058                         continue;
2059                 }
2060
2061                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
2062                         struct page *p;
2063
2064                         /*
2065                          * the rmw code may have already read this
2066                          * page in
2067                          */
2068                         p = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2069                         if (PageUptodate(p))
2070                                 continue;
2071
2072                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2073                                        rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr),
2074                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2075                         if (ret < 0)
2076                                 goto cleanup;
2077                 }
2078         }
2079
2080         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2081         if (!bios_to_read) {
2082                 /*
2083                  * we might have no bios to read just because the pages
2084                  * were up to date, or we might have no bios to read because
2085                  * the devices were gone.
2086                  */
2087                 if (atomic_read(&rbio->error) <= rbio->bbio->max_errors) {
2088                         __raid_recover_end_io(rbio);
2089                         goto out;
2090                 } else {
2091                         goto cleanup;
2092                 }
2093         }
2094
2095         /*
2096          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2097          * not to touch it after that
2098          */
2099         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2100         while (1) {
2101                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2102                 if (!bio)
2103                         break;
2104
2105                 bio->bi_private = rbio;
2106                 bio->bi_end_io = raid_recover_end_io;
2107                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2108
2109                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2110
2111                 submit_bio(bio);
2112         }
2113 out:
2114         return 0;
2115
2116 cleanup:
2117         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
2118             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
2119                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2120         return -EIO;
2121 }
2122
2123 /*
2124  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2125  * is really only called when the normal read path had a failure,
2126  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2127  * of the drive.
2128  */
2129 int raid56_parity_recover(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2130                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2131                           int mirror_num, int generic_io)
2132 {
2133         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2134         int ret;
2135
2136         if (generic_io) {
2137                 ASSERT(bbio->mirror_num == mirror_num);
2138                 btrfs_io_bio(bio)->mirror_num = mirror_num;
2139         }
2140
2141         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2142         if (IS_ERR(rbio)) {
2143                 if (generic_io)
2144                         btrfs_put_bbio(bbio);
2145                 return PTR_ERR(rbio);
2146         }
2147
2148         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2149         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2150         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
2151
2152         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2153         if (rbio->faila == -1) {
2154                 btrfs_warn(fs_info,
2155         "%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)",
2156                            __func__, (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9,
2157                            (u64)bio->bi_iter.bi_size, bbio->map_type);
2158                 if (generic_io)
2159                         btrfs_put_bbio(bbio);
2160                 kfree(rbio);
2161                 return -EIO;
2162         }
2163
2164         if (generic_io) {
2165                 btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
2166                 rbio->generic_bio_cnt = 1;
2167         } else {
2168                 btrfs_get_bbio(bbio);
2169         }
2170
2171         /*
2172          * Loop retry:
2173          * for 'mirror == 2', reconstruct from all other stripes.
2174          * for 'mirror_num > 2', select a stripe to fail on every retry.
2175          */
2176         if (mirror_num > 2) {
2177                 /*
2178                  * 'mirror == 3' is to fail the p stripe and
2179                  * reconstruct from the q stripe.  'mirror > 3' is to
2180                  * fail a data stripe and reconstruct from p+q stripe.
2181                  */
2182                 rbio->failb = rbio->real_stripes - (mirror_num - 1);
2183                 ASSERT(rbio->failb > 0);
2184                 if (rbio->failb <= rbio->faila)
2185                         rbio->failb--;
2186         }
2187
2188         ret = lock_stripe_add(rbio);
2189
2190         /*
2191          * __raid56_parity_recover will end the bio with
2192          * any errors it hits.  We don't want to return
2193          * its error value up the stack because our caller
2194          * will end up calling bio_endio with any nonzero
2195          * return
2196          */
2197         if (ret == 0)
2198                 __raid56_parity_recover(rbio);
2199         /*
2200          * our rbio has been added to the list of
2201          * rbios that will be handled after the
2202          * currently lock owner is done
2203          */
2204         return 0;
2205
2206 }
2207
2208 static void rmw_work(struct btrfs_work *work)
2209 {
2210         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2211
2212         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2213         raid56_rmw_stripe(rbio);
2214 }
2215
2216 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work)
2217 {
2218         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2219
2220         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2221         __raid56_parity_recover(rbio);
2222 }
2223
2224 /*
2225  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2226  *
2227  * Caller must have already increased bio_counter for getting @bbio.
2228  *
2229  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2230  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2231  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2232  */
2233
2234 struct btrfs_raid_bio *
2235 raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2236                                struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2237                                struct btrfs_device *scrub_dev,
2238                                unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2239 {
2240         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2241         int i;
2242
2243         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2244         if (IS_ERR(rbio))
2245                 return NULL;
2246         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2247         /*
2248          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2249          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2250          */
2251         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2252         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2253
2254         for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2255                 if (bbio->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2256                         rbio->scrubp = i;
2257                         break;
2258                 }
2259         }
2260
2261         /* Now we just support the sectorsize equals to page size */
2262         ASSERT(fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE);
2263         ASSERT(rbio->stripe_npages == stripe_nsectors);
2264         bitmap_copy(rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2265
2266         /*
2267          * We have already increased bio_counter when getting bbio, record it
2268          * so we can free it at rbio_orig_end_io().
2269          */
2270         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2271
2272         return rbio;
2273 }
2274
2275 /* Used for both parity scrub and missing. */
2276 void raid56_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct page *page,
2277                             u64 logical)
2278 {
2279         int stripe_offset;
2280         int index;
2281
2282         ASSERT(logical >= rbio->bbio->raid_map[0]);
2283         ASSERT(logical + PAGE_SIZE <= rbio->bbio->raid_map[0] +
2284                                 rbio->stripe_len * rbio->nr_data);
2285         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bbio->raid_map[0]);
2286         index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
2287         rbio->bio_pages[index] = page;
2288 }
2289
2290 /*
2291  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2292  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2293  */
2294 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2295 {
2296         int i;
2297         int bit;
2298         int index;
2299         struct page *page;
2300
2301         for_each_set_bit(bit, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2302                 for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2303                         index = i * rbio->stripe_npages + bit;
2304                         if (rbio->stripe_pages[index])
2305                                 continue;
2306
2307                         page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2308                         if (!page)
2309                                 return -ENOMEM;
2310                         rbio->stripe_pages[index] = page;
2311                 }
2312         }
2313         return 0;
2314 }
2315
2316 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2317                                          int need_check)
2318 {
2319         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
2320         void *pointers[rbio->real_stripes];
2321         DECLARE_BITMAP(pbitmap, rbio->stripe_npages);
2322         int nr_data = rbio->nr_data;
2323         int stripe;
2324         int pagenr;
2325         bool has_qstripe;
2326         struct page *p_page = NULL;
2327         struct page *q_page = NULL;
2328         struct bio_list bio_list;
2329         struct bio *bio;
2330         int is_replace = 0;
2331         int ret;
2332
2333         bio_list_init(&bio_list);
2334
2335         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1)
2336                 has_qstripe = false;
2337         else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2)
2338                 has_qstripe = true;
2339         else
2340                 BUG();
2341
2342         if (bbio->num_tgtdevs && bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp]) {
2343                 is_replace = 1;
2344                 bitmap_copy(pbitmap, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages);
2345         }
2346
2347         /*
2348          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2349          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2350          * it.
2351          */
2352         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2353
2354         if (!need_check)
2355                 goto writeback;
2356
2357         p_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2358         if (!p_page)
2359                 goto cleanup;
2360         SetPageUptodate(p_page);
2361
2362         if (has_qstripe) {
2363                 /* RAID6, allocate and map temp space for the Q stripe */
2364                 q_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2365                 if (!q_page) {
2366                         __free_page(p_page);
2367                         goto cleanup;
2368                 }
2369                 SetPageUptodate(q_page);
2370                 pointers[rbio->real_stripes - 1] = kmap(q_page);
2371         }
2372
2373         atomic_set(&rbio->error, 0);
2374
2375         /* Map the parity stripe just once */
2376         pointers[nr_data] = kmap(p_page);
2377
2378         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2379                 struct page *p;
2380                 void *parity;
2381                 /* first collect one page from each data stripe */
2382                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2383                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
2384                         pointers[stripe] = kmap(p);
2385                 }
2386
2387                 if (has_qstripe) {
2388                         /* RAID6, call the library function to fill in our P/Q */
2389                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
2390                                                 pointers);
2391                 } else {
2392                         /* raid5 */
2393                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
2394                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
2395                 }
2396
2397                 /* Check scrubbing parity and repair it */
2398                 p = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2399                 parity = kmap(p);
2400                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE))
2401                         memcpy(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE);
2402                 else
2403                         /* Parity is right, needn't writeback */
2404                         bitmap_clear(rbio->dbitmap, pagenr, 1);
2405                 kunmap(p);
2406
2407                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++)
2408                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
2409         }
2410
2411         kunmap(p_page);
2412         __free_page(p_page);
2413         if (q_page) {
2414                 kunmap(q_page);
2415                 __free_page(q_page);
2416         }
2417
2418 writeback:
2419         /*
2420          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2421          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2422          * everything else.
2423          */
2424         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2425                 struct page *page;
2426
2427                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2428                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2429                                page, rbio->scrubp, pagenr, rbio->stripe_len);
2430                 if (ret)
2431                         goto cleanup;
2432         }
2433
2434         if (!is_replace)
2435                 goto submit_write;
2436
2437         for_each_set_bit(pagenr, pbitmap, rbio->stripe_npages) {
2438                 struct page *page;
2439
2440                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2441                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2442                                        bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2443                                        pagenr, rbio->stripe_len);
2444                 if (ret)
2445                         goto cleanup;
2446         }
2447
2448 submit_write:
2449         nr_data = bio_list_size(&bio_list);
2450         if (!nr_data) {
2451                 /* Every parity is right */
2452                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_OK);
2453                 return;
2454         }
2455
2456         atomic_set(&rbio->stripes_pending, nr_data);
2457
2458         while (1) {
2459                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2460                 if (!bio)
2461                         break;
2462
2463                 bio->bi_private = rbio;
2464                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
2465                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
2466
2467                 submit_bio(bio);
2468         }
2469         return;
2470
2471 cleanup:
2472         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2473 }
2474
2475 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2476 {
2477         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2478                 return 1;
2479         return 0;
2480 }
2481
2482 /*
2483  * While we're doing the parity check and repair, we could have errors
2484  * in reading pages off the disk.  This checks for errors and if we're
2485  * not able to read the page it'll trigger parity reconstruction.  The
2486  * parity scrub will be finished after we've reconstructed the failed
2487  * stripes
2488  */
2489 static void validate_rbio_for_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2490 {
2491         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2492                 goto cleanup;
2493
2494         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
2495                 int dfail = 0, failp = -1;
2496
2497                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->faila))
2498                         dfail++;
2499                 else if (is_parity_stripe(rbio->faila))
2500                         failp = rbio->faila;
2501
2502                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->failb))
2503                         dfail++;
2504                 else if (is_parity_stripe(rbio->failb))
2505                         failp = rbio->failb;
2506
2507                 /*
2508                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair
2509                  * the data, so the capability of the repair is declined.
2510                  * (In the case of RAID5, we can not repair anything)
2511                  */
2512                 if (dfail > rbio->bbio->max_errors - 1)
2513                         goto cleanup;
2514
2515                 /*
2516                  * If all data is good, only parity is correctly, just
2517                  * repair the parity.
2518                  */
2519                 if (dfail == 0) {
2520                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2521                         return;
2522                 }
2523
2524                 /*
2525                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2526                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity
2527                  * is scrubbing parity, luckily, use the other one to repair
2528                  * the data, or we can not repair the data stripe.
2529                  */
2530                 if (failp != rbio->scrubp)
2531                         goto cleanup;
2532
2533                 __raid_recover_end_io(rbio);
2534         } else {
2535                 finish_parity_scrub(rbio, 1);
2536         }
2537         return;
2538
2539 cleanup:
2540         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2541 }
2542
2543 /*
2544  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
2545  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
2546  * stripe.
2547  *
2548  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
2549  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
2550  */
2551 static void raid56_parity_scrub_end_io(struct bio *bio)
2552 {
2553         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2554
2555         if (bio->bi_status)
2556                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2557         else
2558                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2559
2560         bio_put(bio);
2561
2562         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2563                 return;
2564
2565         /*
2566          * this will normally call finish_rmw to start our write
2567          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
2568          * from parity first
2569          */
2570         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2571 }
2572
2573 static void raid56_parity_scrub_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2574 {
2575         int bios_to_read = 0;
2576         struct bio_list bio_list;
2577         int ret;
2578         int pagenr;
2579         int stripe;
2580         struct bio *bio;
2581
2582         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2583         if (ret)
2584                 goto cleanup;
2585
2586         bio_list_init(&bio_list);
2587
2588         atomic_set(&rbio->error, 0);
2589         /*
2590          * build a list of bios to read all the missing parts of this
2591          * stripe
2592          */
2593         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2594                 for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2595                         struct page *page;
2596                         /*
2597                          * we want to find all the pages missing from
2598                          * the rbio and read them from the disk.  If
2599                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
2600                          * we don't need to read it off the stripe.
2601                          */
2602                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
2603                         if (page)
2604                                 continue;
2605
2606                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2607                         /*
2608                          * the bio cache may have handed us an uptodate
2609                          * page.  If so, be happy and use it
2610                          */
2611                         if (PageUptodate(page))
2612                                 continue;
2613
2614                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2615                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2616                         if (ret)
2617                                 goto cleanup;
2618                 }
2619         }
2620
2621         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2622         if (!bios_to_read) {
2623                 /*
2624                  * this can happen if others have merged with
2625                  * us, it means there is nothing left to read.
2626                  * But if there are missing devices it may not be
2627                  * safe to do the full stripe write yet.
2628                  */
2629                 goto finish;
2630         }
2631
2632         /*
2633          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2634          * not to touch it after that
2635          */
2636         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2637         while (1) {
2638                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2639                 if (!bio)
2640                         break;
2641
2642                 bio->bi_private = rbio;
2643                 bio->bi_end_io = raid56_parity_scrub_end_io;
2644                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2645
2646                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2647
2648                 submit_bio(bio);
2649         }
2650         /* the actual write will happen once the reads are done */
2651         return;
2652
2653 cleanup:
2654         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2655         return;
2656
2657 finish:
2658         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2659 }
2660
2661 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work)
2662 {
2663         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2664
2665         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2666         raid56_parity_scrub_stripe(rbio);
2667 }
2668
2669 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2670 {
2671         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2672                         scrub_parity_work, NULL, NULL);
2673
2674         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2675 }
2676
2677 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2678 {
2679         if (!lock_stripe_add(rbio))
2680                 async_scrub_parity(rbio);
2681 }
2682
2683 /* The following code is used for dev replace of a missing RAID 5/6 device. */
2684
2685 struct btrfs_raid_bio *
2686 raid56_alloc_missing_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2687                           struct btrfs_bio *bbio, u64 length)
2688 {
2689         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2690
2691         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, length);
2692         if (IS_ERR(rbio))
2693                 return NULL;
2694
2695         rbio->operation = BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING;
2696         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2697         /*
2698          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2699          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2700          */
2701         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2702
2703         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2704         if (rbio->faila == -1) {
2705                 BUG();
2706                 kfree(rbio);
2707                 return NULL;
2708         }
2709
2710         /*
2711          * When we get bbio, we have already increased bio_counter, record it
2712          * so we can free it at rbio_orig_end_io()
2713          */
2714         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2715
2716         return rbio;
2717 }
2718
2719 static void missing_raid56_work(struct btrfs_work *work)
2720 {
2721         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2722
2723         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2724         __raid56_parity_recover(rbio);
2725 }
2726
2727 static void async_missing_raid56(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2728 {
2729         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2730                         missing_raid56_work, NULL, NULL);
2731
2732         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2733 }
2734
2735 void raid56_submit_missing_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2736 {
2737         if (!lock_stripe_add(rbio))
2738                 async_missing_raid56(rbio);
2739 }