GNU Linux-libre 4.19.207-gnu1
[releases.git] / fs / btrfs / raid56.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2012 Fusion-io  All rights reserved.
4  * Copyright (C) 2012 Intel Corp. All rights reserved.
5  */
6
7 #include <linux/sched.h>
8 #include <linux/bio.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/blkdev.h>
11 #include <linux/raid/pq.h>
12 #include <linux/hash.h>
13 #include <linux/list_sort.h>
14 #include <linux/raid/xor.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include "ctree.h"
17 #include "disk-io.h"
18 #include "volumes.h"
19 #include "raid56.h"
20 #include "async-thread.h"
21
22 /* set when additional merges to this rbio are not allowed */
23 #define RBIO_RMW_LOCKED_BIT     1
24
25 /*
26  * set when this rbio is sitting in the hash, but it is just a cache
27  * of past RMW
28  */
29 #define RBIO_CACHE_BIT          2
30
31 /*
32  * set when it is safe to trust the stripe_pages for caching
33  */
34 #define RBIO_CACHE_READY_BIT    3
35
36 #define RBIO_CACHE_SIZE 1024
37
38 enum btrfs_rbio_ops {
39         BTRFS_RBIO_WRITE,
40         BTRFS_RBIO_READ_REBUILD,
41         BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB,
42         BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING,
43 };
44
45 struct btrfs_raid_bio {
46         struct btrfs_fs_info *fs_info;
47         struct btrfs_bio *bbio;
48
49         /* while we're doing rmw on a stripe
50          * we put it into a hash table so we can
51          * lock the stripe and merge more rbios
52          * into it.
53          */
54         struct list_head hash_list;
55
56         /*
57          * LRU list for the stripe cache
58          */
59         struct list_head stripe_cache;
60
61         /*
62          * for scheduling work in the helper threads
63          */
64         struct btrfs_work work;
65
66         /*
67          * bio list and bio_list_lock are used
68          * to add more bios into the stripe
69          * in hopes of avoiding the full rmw
70          */
71         struct bio_list bio_list;
72         spinlock_t bio_list_lock;
73
74         /* also protected by the bio_list_lock, the
75          * plug list is used by the plugging code
76          * to collect partial bios while plugged.  The
77          * stripe locking code also uses it to hand off
78          * the stripe lock to the next pending IO
79          */
80         struct list_head plug_list;
81
82         /*
83          * flags that tell us if it is safe to
84          * merge with this bio
85          */
86         unsigned long flags;
87
88         /* size of each individual stripe on disk */
89         int stripe_len;
90
91         /* number of data stripes (no p/q) */
92         int nr_data;
93
94         int real_stripes;
95
96         int stripe_npages;
97         /*
98          * set if we're doing a parity rebuild
99          * for a read from higher up, which is handled
100          * differently from a parity rebuild as part of
101          * rmw
102          */
103         enum btrfs_rbio_ops operation;
104
105         /* first bad stripe */
106         int faila;
107
108         /* second bad stripe (for raid6 use) */
109         int failb;
110
111         int scrubp;
112         /*
113          * number of pages needed to represent the full
114          * stripe
115          */
116         int nr_pages;
117
118         /*
119          * size of all the bios in the bio_list.  This
120          * helps us decide if the rbio maps to a full
121          * stripe or not
122          */
123         int bio_list_bytes;
124
125         int generic_bio_cnt;
126
127         refcount_t refs;
128
129         atomic_t stripes_pending;
130
131         atomic_t error;
132         /*
133          * these are two arrays of pointers.  We allocate the
134          * rbio big enough to hold them both and setup their
135          * locations when the rbio is allocated
136          */
137
138         /* pointers to pages that we allocated for
139          * reading/writing stripes directly from the disk (including P/Q)
140          */
141         struct page **stripe_pages;
142
143         /*
144          * pointers to the pages in the bio_list.  Stored
145          * here for faster lookup
146          */
147         struct page **bio_pages;
148
149         /*
150          * bitmap to record which horizontal stripe has data
151          */
152         unsigned long *dbitmap;
153
154         /* allocated with real_stripes-many pointers for finish_*() calls */
155         void **finish_pointers;
156
157         /* allocated with stripe_npages-many bits for finish_*() calls */
158         unsigned long *finish_pbitmap;
159 };
160
161 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio);
162 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio);
163 static void rmw_work(struct btrfs_work *work);
164 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work);
165 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio);
166 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed);
167 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio);
168 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
169 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
170
171 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
172                                          int need_check);
173 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work);
174
175 static void start_async_work(struct btrfs_raid_bio *rbio, btrfs_func_t work_func)
176 {
177         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper, work_func, NULL, NULL);
178         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
179 }
180
181 /*
182  * the stripe hash table is used for locking, and to collect
183  * bios in hopes of making a full stripe
184  */
185 int btrfs_alloc_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
186 {
187         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
188         struct btrfs_stripe_hash_table *x;
189         struct btrfs_stripe_hash *cur;
190         struct btrfs_stripe_hash *h;
191         int num_entries = 1 << BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS;
192         int i;
193         int table_size;
194
195         if (info->stripe_hash_table)
196                 return 0;
197
198         /*
199          * The table is large, starting with order 4 and can go as high as
200          * order 7 in case lock debugging is turned on.
201          *
202          * Try harder to allocate and fallback to vmalloc to lower the chance
203          * of a failing mount.
204          */
205         table_size = sizeof(*table) + sizeof(*h) * num_entries;
206         table = kvzalloc(table_size, GFP_KERNEL);
207         if (!table)
208                 return -ENOMEM;
209
210         spin_lock_init(&table->cache_lock);
211         INIT_LIST_HEAD(&table->stripe_cache);
212
213         h = table->table;
214
215         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
216                 cur = h + i;
217                 INIT_LIST_HEAD(&cur->hash_list);
218                 spin_lock_init(&cur->lock);
219         }
220
221         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
222         if (x)
223                 kvfree(x);
224         return 0;
225 }
226
227 /*
228  * caching an rbio means to copy anything from the
229  * bio_pages array into the stripe_pages array.  We
230  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
231  * to indicate if it has valid data
232  *
233  * once the caching is done, we set the cache ready
234  * bit.
235  */
236 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
237 {
238         int i;
239         char *s;
240         char *d;
241         int ret;
242
243         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
244         if (ret)
245                 return;
246
247         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
248                 if (!rbio->bio_pages[i])
249                         continue;
250
251                 s = kmap(rbio->bio_pages[i]);
252                 d = kmap(rbio->stripe_pages[i]);
253
254                 copy_page(d, s);
255
256                 kunmap(rbio->bio_pages[i]);
257                 kunmap(rbio->stripe_pages[i]);
258                 SetPageUptodate(rbio->stripe_pages[i]);
259         }
260         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
261 }
262
263 /*
264  * we hash on the first logical address of the stripe
265  */
266 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
267 {
268         u64 num = rbio->bbio->raid_map[0];
269
270         /*
271          * we shift down quite a bit.  We're using byte
272          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
273          * This tends to upset hash_64, and it consistently
274          * returns just one or two different values.
275          *
276          * shifting off the lower bits fixes things.
277          */
278         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
279 }
280
281 /*
282  * stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe
283  * array in the source rbio and putting them into the destination rbio
284  */
285 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
286 {
287         int i;
288         struct page *s;
289         struct page *d;
290
291         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
292                 return;
293
294         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
295                 s = src->stripe_pages[i];
296                 if (!s || !PageUptodate(s)) {
297                         continue;
298                 }
299
300                 d = dest->stripe_pages[i];
301                 if (d)
302                         __free_page(d);
303
304                 dest->stripe_pages[i] = s;
305                 src->stripe_pages[i] = NULL;
306         }
307 }
308
309 /*
310  * merging means we take the bio_list from the victim and
311  * splice it into the destination.  The victim should
312  * be discarded afterwards.
313  *
314  * must be called with dest->rbio_list_lock held
315  */
316 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
317                        struct btrfs_raid_bio *victim)
318 {
319         bio_list_merge(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
320         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
321         dest->generic_bio_cnt += victim->generic_bio_cnt;
322         bio_list_init(&victim->bio_list);
323 }
324
325 /*
326  * used to prune items that are in the cache.  The caller
327  * must hold the hash table lock.
328  */
329 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
330 {
331         int bucket = rbio_bucket(rbio);
332         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
333         struct btrfs_stripe_hash *h;
334         int freeit = 0;
335
336         /*
337          * check the bit again under the hash table lock.
338          */
339         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
340                 return;
341
342         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
343         h = table->table + bucket;
344
345         /* hold the lock for the bucket because we may be
346          * removing it from the hash table
347          */
348         spin_lock(&h->lock);
349
350         /*
351          * hold the lock for the bio list because we need
352          * to make sure the bio list is empty
353          */
354         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
355
356         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
357                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
358                 table->cache_size -= 1;
359                 freeit = 1;
360
361                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
362                  * still involved in an IO.  We take it out
363                  * of the cache list, and drop the ref that
364                  * was held for the list.
365                  *
366                  * If the bio_list was empty, we also remove
367                  * the rbio from the hash_table, and drop
368                  * the corresponding ref
369                  */
370                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
371                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
372                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
373                                 refcount_dec(&rbio->refs);
374                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
375                         }
376                 }
377         }
378
379         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
380         spin_unlock(&h->lock);
381
382         if (freeit)
383                 __free_raid_bio(rbio);
384 }
385
386 /*
387  * prune a given rbio from the cache
388  */
389 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
390 {
391         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
392         unsigned long flags;
393
394         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
395                 return;
396
397         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
398
399         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
400         __remove_rbio_from_cache(rbio);
401         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
402 }
403
404 /*
405  * remove everything in the cache
406  */
407 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
408 {
409         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
410         unsigned long flags;
411         struct btrfs_raid_bio *rbio;
412
413         table = info->stripe_hash_table;
414
415         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
416         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
417                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
418                                   struct btrfs_raid_bio,
419                                   stripe_cache);
420                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
421         }
422         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
423 }
424
425 /*
426  * remove all cached entries and free the hash table
427  * used by unmount
428  */
429 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
430 {
431         if (!info->stripe_hash_table)
432                 return;
433         btrfs_clear_rbio_cache(info);
434         kvfree(info->stripe_hash_table);
435         info->stripe_hash_table = NULL;
436 }
437
438 /*
439  * insert an rbio into the stripe cache.  It
440  * must have already been prepared by calling
441  * cache_rbio_pages
442  *
443  * If this rbio was already cached, it gets
444  * moved to the front of the lru.
445  *
446  * If the size of the rbio cache is too big, we
447  * prune an item.
448  */
449 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
450 {
451         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
452         unsigned long flags;
453
454         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
455                 return;
456
457         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
458
459         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
460         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
461
462         /* bump our ref if we were not in the list before */
463         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
464                 refcount_inc(&rbio->refs);
465
466         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
467                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
468         } else {
469                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
470                 table->cache_size += 1;
471         }
472
473         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
474
475         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
476                 struct btrfs_raid_bio *found;
477
478                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
479                                   struct btrfs_raid_bio,
480                                   stripe_cache);
481
482                 if (found != rbio)
483                         __remove_rbio_from_cache(found);
484         }
485
486         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
487 }
488
489 /*
490  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
491  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
492  * loop through.
493  */
494 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
495 {
496         int src_off = 0;
497         int xor_src_cnt = 0;
498         void *dest = pages[src_cnt];
499
500         while(src_cnt > 0) {
501                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
502                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
503
504                 src_cnt -= xor_src_cnt;
505                 src_off += xor_src_cnt;
506         }
507 }
508
509 /*
510  * Returns true if the bio list inside this rbio covers an entire stripe (no
511  * rmw required).
512  */
513 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
514 {
515         unsigned long flags;
516         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
517         int ret = 1;
518
519         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
520         if (size != rbio->nr_data * rbio->stripe_len)
521                 ret = 0;
522         BUG_ON(size > rbio->nr_data * rbio->stripe_len);
523         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
524
525         return ret;
526 }
527
528 /*
529  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
530  * The merging is safe if the two rbios correspond to
531  * the same stripe and if they are both going in the same
532  * direction (read vs write), and if neither one is
533  * locked for final IO
534  *
535  * The caller is responsible for locking such that
536  * rmw_locked is safe to test
537  */
538 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
539                           struct btrfs_raid_bio *cur)
540 {
541         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
542             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
543                 return 0;
544
545         /*
546          * we can't merge with cached rbios, since the
547          * idea is that when we merge the destination
548          * rbio is going to run our IO for us.  We can
549          * steal from cached rbios though, other functions
550          * handle that.
551          */
552         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
553             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
554                 return 0;
555
556         if (last->bbio->raid_map[0] !=
557             cur->bbio->raid_map[0])
558                 return 0;
559
560         /* we can't merge with different operations */
561         if (last->operation != cur->operation)
562                 return 0;
563         /*
564          * We've need read the full stripe from the drive.
565          * check and repair the parity and write the new results.
566          *
567          * We're not allowed to add any new bios to the
568          * bio list here, anyone else that wants to
569          * change this stripe needs to do their own rmw.
570          */
571         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
572                 return 0;
573
574         if (last->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
575                 return 0;
576
577         if (last->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
578                 int fa = last->faila;
579                 int fb = last->failb;
580                 int cur_fa = cur->faila;
581                 int cur_fb = cur->failb;
582
583                 if (last->faila >= last->failb) {
584                         fa = last->failb;
585                         fb = last->faila;
586                 }
587
588                 if (cur->faila >= cur->failb) {
589                         cur_fa = cur->failb;
590                         cur_fb = cur->faila;
591                 }
592
593                 if (fa != cur_fa || fb != cur_fb)
594                         return 0;
595         }
596         return 1;
597 }
598
599 static int rbio_stripe_page_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
600                                   int index)
601 {
602         return stripe * rbio->stripe_npages + index;
603 }
604
605 /*
606  * these are just the pages from the rbio array, not from anything
607  * the FS sent down to us
608  */
609 static struct page *rbio_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
610                                      int index)
611 {
612         return rbio->stripe_pages[rbio_stripe_page_index(rbio, stripe, index)];
613 }
614
615 /*
616  * helper to index into the pstripe
617  */
618 static struct page *rbio_pstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
619 {
620         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data, index);
621 }
622
623 /*
624  * helper to index into the qstripe, returns null
625  * if there is no qstripe
626  */
627 static struct page *rbio_qstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
628 {
629         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
630                 return NULL;
631         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data + 1, index);
632 }
633
634 /*
635  * The first stripe in the table for a logical address
636  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
637  *
638  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
639  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
640  * themselves.
641  *
642  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
643  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
644  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
645  *
646  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
647  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
648  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
649  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
650  * 1 is returned
651  *
652  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
653  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
654  * already been freed.
655  */
656 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
657 {
658         int bucket = rbio_bucket(rbio);
659         struct btrfs_stripe_hash *h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
660         struct btrfs_raid_bio *cur;
661         struct btrfs_raid_bio *pending;
662         unsigned long flags;
663         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
664         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
665         int ret = 0;
666
667         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
668         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
669                 if (cur->bbio->raid_map[0] == rbio->bbio->raid_map[0]) {
670                         spin_lock(&cur->bio_list_lock);
671
672                         /* can we steal this cached rbio's pages? */
673                         if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
674                             list_empty(&cur->plug_list) &&
675                             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
676                             !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
677                                 list_del_init(&cur->hash_list);
678                                 refcount_dec(&cur->refs);
679
680                                 steal_rbio(cur, rbio);
681                                 cache_drop = cur;
682                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
683
684                                 goto lockit;
685                         }
686
687                         /* can we merge into the lock owner? */
688                         if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
689                                 merge_rbio(cur, rbio);
690                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
691                                 freeit = rbio;
692                                 ret = 1;
693                                 goto out;
694                         }
695
696
697                         /*
698                          * we couldn't merge with the running
699                          * rbio, see if we can merge with the
700                          * pending ones.  We don't have to
701                          * check for rmw_locked because there
702                          * is no way they are inside finish_rmw
703                          * right now
704                          */
705                         list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list,
706                                             plug_list) {
707                                 if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
708                                         merge_rbio(pending, rbio);
709                                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
710                                         freeit = rbio;
711                                         ret = 1;
712                                         goto out;
713                                 }
714                         }
715
716                         /* no merging, put us on the tail of the plug list,
717                          * our rbio will be started with the currently
718                          * running rbio unlocks
719                          */
720                         list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
721                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
722                         ret = 1;
723                         goto out;
724                 }
725         }
726 lockit:
727         refcount_inc(&rbio->refs);
728         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
729 out:
730         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
731         if (cache_drop)
732                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
733         if (freeit)
734                 __free_raid_bio(freeit);
735         return ret;
736 }
737
738 /*
739  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
740  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
741  */
742 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
743 {
744         int bucket;
745         struct btrfs_stripe_hash *h;
746         unsigned long flags;
747         int keep_cache = 0;
748
749         bucket = rbio_bucket(rbio);
750         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
751
752         if (list_empty(&rbio->plug_list))
753                 cache_rbio(rbio);
754
755         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
756         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
757
758         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
759                 /*
760                  * if we're still cached and there is no other IO
761                  * to perform, just leave this rbio here for others
762                  * to steal from later
763                  */
764                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
765                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
766                         keep_cache = 1;
767                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
768                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
769                         goto done;
770                 }
771
772                 list_del_init(&rbio->hash_list);
773                 refcount_dec(&rbio->refs);
774
775                 /*
776                  * we use the plug list to hold all the rbios
777                  * waiting for the chance to lock this stripe.
778                  * hand the lock over to one of them.
779                  */
780                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
781                         struct btrfs_raid_bio *next;
782                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
783
784                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
785                                           plug_list);
786
787                         list_del_init(&rbio->plug_list);
788
789                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
790                         refcount_inc(&next->refs);
791                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
792                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
793
794                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
795                                 start_async_work(next, read_rebuild_work);
796                         else if (next->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
797                                 steal_rbio(rbio, next);
798                                 start_async_work(next, read_rebuild_work);
799                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
800                                 steal_rbio(rbio, next);
801                                 start_async_work(next, rmw_work);
802                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
803                                 steal_rbio(rbio, next);
804                                 start_async_work(next, scrub_parity_work);
805                         }
806
807                         goto done_nolock;
808                 }
809         }
810 done:
811         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
812         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
813
814 done_nolock:
815         if (!keep_cache)
816                 remove_rbio_from_cache(rbio);
817 }
818
819 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
820 {
821         int i;
822
823         if (!refcount_dec_and_test(&rbio->refs))
824                 return;
825
826         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
827         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
828         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
829
830         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
831                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
832                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
833                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
834                 }
835         }
836
837         btrfs_put_bbio(rbio->bbio);
838         kfree(rbio);
839 }
840
841 static void rbio_endio_bio_list(struct bio *cur, blk_status_t err)
842 {
843         struct bio *next;
844
845         while (cur) {
846                 next = cur->bi_next;
847                 cur->bi_next = NULL;
848                 cur->bi_status = err;
849                 bio_endio(cur);
850                 cur = next;
851         }
852 }
853
854 /*
855  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
856  * bio_list and calls end_io on them
857  */
858 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, blk_status_t err)
859 {
860         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
861         struct bio *extra;
862
863         if (rbio->generic_bio_cnt)
864                 btrfs_bio_counter_sub(rbio->fs_info, rbio->generic_bio_cnt);
865
866         /*
867          * At this moment, rbio->bio_list is empty, however since rbio does not
868          * always have RBIO_RMW_LOCKED_BIT set and rbio is still linked on the
869          * hash list, rbio may be merged with others so that rbio->bio_list
870          * becomes non-empty.
871          * Once unlock_stripe() is done, rbio->bio_list will not be updated any
872          * more and we can call bio_endio() on all queued bios.
873          */
874         unlock_stripe(rbio);
875         extra = bio_list_get(&rbio->bio_list);
876         __free_raid_bio(rbio);
877
878         rbio_endio_bio_list(cur, err);
879         if (extra)
880                 rbio_endio_bio_list(extra, err);
881 }
882
883 /*
884  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
885  * get here, we've written a full stripe
886  */
887 static void raid_write_end_io(struct bio *bio)
888 {
889         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
890         blk_status_t err = bio->bi_status;
891         int max_errors;
892
893         if (err)
894                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
895
896         bio_put(bio);
897
898         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
899                 return;
900
901         err = BLK_STS_OK;
902
903         /* OK, we have read all the stripes we need to. */
904         max_errors = (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) ?
905                      0 : rbio->bbio->max_errors;
906         if (atomic_read(&rbio->error) > max_errors)
907                 err = BLK_STS_IOERR;
908
909         rbio_orig_end_io(rbio, err);
910 }
911
912 /*
913  * the read/modify/write code wants to use the original bio for
914  * any pages it included, and then use the rbio for everything
915  * else.  This function decides if a given index (stripe number)
916  * and page number in that stripe fall inside the original bio
917  * or the rbio.
918  *
919  * if you set bio_list_only, you'll get a NULL back for any ranges
920  * that are outside the bio_list
921  *
922  * This doesn't take any refs on anything, you get a bare page pointer
923  * and the caller must bump refs as required.
924  *
925  * You must call index_rbio_pages once before you can trust
926  * the answers from this function.
927  */
928 static struct page *page_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
929                                  int index, int pagenr, int bio_list_only)
930 {
931         int chunk_page;
932         struct page *p = NULL;
933
934         chunk_page = index * (rbio->stripe_len >> PAGE_SHIFT) + pagenr;
935
936         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
937         p = rbio->bio_pages[chunk_page];
938         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
939
940         if (p || bio_list_only)
941                 return p;
942
943         return rbio->stripe_pages[chunk_page];
944 }
945
946 /*
947  * number of pages we need for the entire stripe across all the
948  * drives
949  */
950 static unsigned long rbio_nr_pages(unsigned long stripe_len, int nr_stripes)
951 {
952         return DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE) * nr_stripes;
953 }
954
955 /*
956  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
957  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
958  */
959 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
960                                          struct btrfs_bio *bbio,
961                                          u64 stripe_len)
962 {
963         struct btrfs_raid_bio *rbio;
964         int nr_data = 0;
965         int real_stripes = bbio->num_stripes - bbio->num_tgtdevs;
966         int num_pages = rbio_nr_pages(stripe_len, real_stripes);
967         int stripe_npages = DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE);
968         void *p;
969
970         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio) +
971                        sizeof(*rbio->stripe_pages) * num_pages +
972                        sizeof(*rbio->bio_pages) * num_pages +
973                        sizeof(*rbio->finish_pointers) * real_stripes +
974                        sizeof(*rbio->dbitmap) * BITS_TO_LONGS(stripe_npages) +
975                        sizeof(*rbio->finish_pbitmap) *
976                                 BITS_TO_LONGS(stripe_npages),
977                        GFP_NOFS);
978         if (!rbio)
979                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
980
981         bio_list_init(&rbio->bio_list);
982         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
983         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
984         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
985         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
986         rbio->bbio = bbio;
987         rbio->fs_info = fs_info;
988         rbio->stripe_len = stripe_len;
989         rbio->nr_pages = num_pages;
990         rbio->real_stripes = real_stripes;
991         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
992         rbio->faila = -1;
993         rbio->failb = -1;
994         refcount_set(&rbio->refs, 1);
995         atomic_set(&rbio->error, 0);
996         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
997
998         /*
999          * the stripe_pages, bio_pages, etc arrays point to the extra
1000          * memory we allocated past the end of the rbio
1001          */
1002         p = rbio + 1;
1003 #define CONSUME_ALLOC(ptr, count)       do {                            \
1004                 ptr = p;                                                \
1005                 p = (unsigned char *)p + sizeof(*(ptr)) * (count);      \
1006         } while (0)
1007         CONSUME_ALLOC(rbio->stripe_pages, num_pages);
1008         CONSUME_ALLOC(rbio->bio_pages, num_pages);
1009         CONSUME_ALLOC(rbio->finish_pointers, real_stripes);
1010         CONSUME_ALLOC(rbio->dbitmap, BITS_TO_LONGS(stripe_npages));
1011         CONSUME_ALLOC(rbio->finish_pbitmap, BITS_TO_LONGS(stripe_npages));
1012 #undef  CONSUME_ALLOC
1013
1014         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
1015                 nr_data = real_stripes - 1;
1016         else if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
1017                 nr_data = real_stripes - 2;
1018         else
1019                 BUG();
1020
1021         rbio->nr_data = nr_data;
1022         return rbio;
1023 }
1024
1025 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1026 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1027 {
1028         int i;
1029         struct page *page;
1030
1031         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
1032                 if (rbio->stripe_pages[i])
1033                         continue;
1034                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1035                 if (!page)
1036                         return -ENOMEM;
1037                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1038         }
1039         return 0;
1040 }
1041
1042 /* only allocate pages for p/q stripes */
1043 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1044 {
1045         int i;
1046         struct page *page;
1047
1048         i = rbio_stripe_page_index(rbio, rbio->nr_data, 0);
1049
1050         for (; i < rbio->nr_pages; i++) {
1051                 if (rbio->stripe_pages[i])
1052                         continue;
1053                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1054                 if (!page)
1055                         return -ENOMEM;
1056                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1057         }
1058         return 0;
1059 }
1060
1061 /*
1062  * add a single page from a specific stripe into our list of bios for IO
1063  * this will try to merge into existing bios if possible, and returns
1064  * zero if all went well.
1065  */
1066 static int rbio_add_io_page(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1067                             struct bio_list *bio_list,
1068                             struct page *page,
1069                             int stripe_nr,
1070                             unsigned long page_index,
1071                             unsigned long bio_max_len)
1072 {
1073         struct bio *last = bio_list->tail;
1074         u64 last_end = 0;
1075         int ret;
1076         struct bio *bio;
1077         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1078         u64 disk_start;
1079
1080         stripe = &rbio->bbio->stripes[stripe_nr];
1081         disk_start = stripe->physical + (page_index << PAGE_SHIFT);
1082
1083         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1084         if (!stripe->dev->bdev)
1085                 return fail_rbio_index(rbio, stripe_nr);
1086
1087         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1088         if (last) {
1089                 last_end = (u64)last->bi_iter.bi_sector << 9;
1090                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1091
1092                 /*
1093                  * we can't merge these if they are from different
1094                  * devices or if they are not contiguous
1095                  */
1096                 if (last_end == disk_start && stripe->dev->bdev &&
1097                     !last->bi_status &&
1098                     last->bi_disk == stripe->dev->bdev->bd_disk &&
1099                     last->bi_partno == stripe->dev->bdev->bd_partno) {
1100                         ret = bio_add_page(last, page, PAGE_SIZE, 0);
1101                         if (ret == PAGE_SIZE)
1102                                 return 0;
1103                 }
1104         }
1105
1106         /* put a new bio on the list */
1107         bio = btrfs_io_bio_alloc(bio_max_len >> PAGE_SHIFT ?: 1);
1108         bio->bi_iter.bi_size = 0;
1109         bio_set_dev(bio, stripe->dev->bdev);
1110         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1111
1112         bio_add_page(bio, page, PAGE_SIZE, 0);
1113         bio_list_add(bio_list, bio);
1114         return 0;
1115 }
1116
1117 /*
1118  * while we're doing the read/modify/write cycle, we could
1119  * have errors in reading pages off the disk.  This checks
1120  * for errors and if we're not able to read the page it'll
1121  * trigger parity reconstruction.  The rmw will be finished
1122  * after we've reconstructed the failed stripes
1123  */
1124 static void validate_rbio_for_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1125 {
1126         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
1127                 BUG_ON(rbio->faila == rbio->real_stripes - 1);
1128                 __raid56_parity_recover(rbio);
1129         } else {
1130                 finish_rmw(rbio);
1131         }
1132 }
1133
1134 /*
1135  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1136  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1137  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1138  * reconstruction.
1139  *
1140  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1141  */
1142 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1143 {
1144         struct bio *bio;
1145         u64 start;
1146         unsigned long stripe_offset;
1147         unsigned long page_index;
1148
1149         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1150         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list) {
1151                 struct bio_vec bvec;
1152                 struct bvec_iter iter;
1153                 int i = 0;
1154
1155                 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1156                 stripe_offset = start - rbio->bbio->raid_map[0];
1157                 page_index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
1158
1159                 if (bio_flagged(bio, BIO_CLONED))
1160                         bio->bi_iter = btrfs_io_bio(bio)->iter;
1161
1162                 bio_for_each_segment(bvec, bio, iter) {
1163                         rbio->bio_pages[page_index + i] = bvec.bv_page;
1164                         i++;
1165                 }
1166         }
1167         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1168 }
1169
1170 /*
1171  * this is called from one of two situations.  We either
1172  * have a full stripe from the higher layers, or we've read all
1173  * the missing bits off disk.
1174  *
1175  * This will calculate the parity and then send down any
1176  * changed blocks.
1177  */
1178 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1179 {
1180         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
1181         void **pointers = rbio->finish_pointers;
1182         int nr_data = rbio->nr_data;
1183         int stripe;
1184         int pagenr;
1185         bool has_qstripe;
1186         struct bio_list bio_list;
1187         struct bio *bio;
1188         int ret;
1189
1190         bio_list_init(&bio_list);
1191
1192         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1)
1193                 has_qstripe = false;
1194         else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2)
1195                 has_qstripe = true;
1196         else
1197                 BUG();
1198
1199         /* at this point we either have a full stripe,
1200          * or we've read the full stripe from the drive.
1201          * recalculate the parity and write the new results.
1202          *
1203          * We're not allowed to add any new bios to the
1204          * bio list here, anyone else that wants to
1205          * change this stripe needs to do their own rmw.
1206          */
1207         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1208         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1209         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1210
1211         atomic_set(&rbio->error, 0);
1212
1213         /*
1214          * now that we've set rmw_locked, run through the
1215          * bio list one last time and map the page pointers
1216          *
1217          * We don't cache full rbios because we're assuming
1218          * the higher layers are unlikely to use this area of
1219          * the disk again soon.  If they do use it again,
1220          * hopefully they will send another full bio.
1221          */
1222         index_rbio_pages(rbio);
1223         if (!rbio_is_full(rbio))
1224                 cache_rbio_pages(rbio);
1225         else
1226                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1227
1228         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1229                 struct page *p;
1230                 /* first collect one page from each data stripe */
1231                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
1232                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1233                         pointers[stripe] = kmap(p);
1234                 }
1235
1236                 /* then add the parity stripe */
1237                 p = rbio_pstripe_page(rbio, pagenr);
1238                 SetPageUptodate(p);
1239                 pointers[stripe++] = kmap(p);
1240
1241                 if (has_qstripe) {
1242
1243                         /*
1244                          * raid6, add the qstripe and call the
1245                          * library function to fill in our p/q
1246                          */
1247                         p = rbio_qstripe_page(rbio, pagenr);
1248                         SetPageUptodate(p);
1249                         pointers[stripe++] = kmap(p);
1250
1251                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
1252                                                 pointers);
1253                 } else {
1254                         /* raid5 */
1255                         copy_page(pointers[nr_data], pointers[0]);
1256                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1257                 }
1258
1259
1260                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
1261                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
1262         }
1263
1264         /*
1265          * time to start writing.  Make bios for everything from the
1266          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
1267          * everything else.
1268          */
1269         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1270                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1271                         struct page *page;
1272                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1273                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1274                                 if (!page)
1275                                         continue;
1276                         } else {
1277                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1278                         }
1279
1280                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
1281                                        page, stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1282                         if (ret)
1283                                 goto cleanup;
1284                 }
1285         }
1286
1287         if (likely(!bbio->num_tgtdevs))
1288                 goto write_data;
1289
1290         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1291                 if (!bbio->tgtdev_map[stripe])
1292                         continue;
1293
1294                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1295                         struct page *page;
1296                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1297                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1298                                 if (!page)
1299                                         continue;
1300                         } else {
1301                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1302                         }
1303
1304                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1305                                                rbio->bbio->tgtdev_map[stripe],
1306                                                pagenr, rbio->stripe_len);
1307                         if (ret)
1308                                 goto cleanup;
1309                 }
1310         }
1311
1312 write_data:
1313         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(&bio_list));
1314         BUG_ON(atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
1315
1316         while (1) {
1317                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1318                 if (!bio)
1319                         break;
1320
1321                 bio->bi_private = rbio;
1322                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
1323                 bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE;
1324
1325                 submit_bio(bio);
1326         }
1327         return;
1328
1329 cleanup:
1330         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1331
1332         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
1333                 bio_put(bio);
1334 }
1335
1336 /*
1337  * helper to find the stripe number for a given bio.  Used to figure out which
1338  * stripe has failed.  This expects the bio to correspond to a physical disk,
1339  * so it looks up based on physical sector numbers.
1340  */
1341 static int find_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1342                            struct bio *bio)
1343 {
1344         u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector;
1345         u64 stripe_start;
1346         int i;
1347         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1348
1349         physical <<= 9;
1350
1351         for (i = 0; i < rbio->bbio->num_stripes; i++) {
1352                 stripe = &rbio->bbio->stripes[i];
1353                 stripe_start = stripe->physical;
1354                 if (physical >= stripe_start &&
1355                     physical < stripe_start + rbio->stripe_len &&
1356                     stripe->dev->bdev &&
1357                     bio->bi_disk == stripe->dev->bdev->bd_disk &&
1358                     bio->bi_partno == stripe->dev->bdev->bd_partno) {
1359                         return i;
1360                 }
1361         }
1362         return -1;
1363 }
1364
1365 /*
1366  * helper to find the stripe number for a given
1367  * bio (before mapping).  Used to figure out which stripe has
1368  * failed.  This looks up based on logical block numbers.
1369  */
1370 static int find_logical_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1371                                    struct bio *bio)
1372 {
1373         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector;
1374         u64 stripe_start;
1375         int i;
1376
1377         logical <<= 9;
1378
1379         for (i = 0; i < rbio->nr_data; i++) {
1380                 stripe_start = rbio->bbio->raid_map[i];
1381                 if (logical >= stripe_start &&
1382                     logical < stripe_start + rbio->stripe_len) {
1383                         return i;
1384                 }
1385         }
1386         return -1;
1387 }
1388
1389 /*
1390  * returns -EIO if we had too many failures
1391  */
1392 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed)
1393 {
1394         unsigned long flags;
1395         int ret = 0;
1396
1397         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
1398
1399         /* we already know this stripe is bad, move on */
1400         if (rbio->faila == failed || rbio->failb == failed)
1401                 goto out;
1402
1403         if (rbio->faila == -1) {
1404                 /* first failure on this rbio */
1405                 rbio->faila = failed;
1406                 atomic_inc(&rbio->error);
1407         } else if (rbio->failb == -1) {
1408                 /* second failure on this rbio */
1409                 rbio->failb = failed;
1410                 atomic_inc(&rbio->error);
1411         } else {
1412                 ret = -EIO;
1413         }
1414 out:
1415         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
1416
1417         return ret;
1418 }
1419
1420 /*
1421  * helper to fail a stripe based on a physical disk
1422  * bio.
1423  */
1424 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1425                            struct bio *bio)
1426 {
1427         int failed = find_bio_stripe(rbio, bio);
1428
1429         if (failed < 0)
1430                 return -EIO;
1431
1432         return fail_rbio_index(rbio, failed);
1433 }
1434
1435 /*
1436  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1437  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1438  */
1439 static void set_bio_pages_uptodate(struct bio *bio)
1440 {
1441         struct bio_vec *bvec;
1442         int i;
1443
1444         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
1445
1446         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1447                 SetPageUptodate(bvec->bv_page);
1448 }
1449
1450 /*
1451  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
1452  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
1453  * stripe.
1454  *
1455  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
1456  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
1457  */
1458 static void raid_rmw_end_io(struct bio *bio)
1459 {
1460         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1461
1462         if (bio->bi_status)
1463                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1464         else
1465                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1466
1467         bio_put(bio);
1468
1469         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1470                 return;
1471
1472         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
1473                 goto cleanup;
1474
1475         /*
1476          * this will normally call finish_rmw to start our write
1477          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
1478          * from parity first
1479          */
1480         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1481         return;
1482
1483 cleanup:
1484
1485         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1486 }
1487
1488 /*
1489  * the stripe must be locked by the caller.  It will
1490  * unlock after all the writes are done
1491  */
1492 static int raid56_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1493 {
1494         int bios_to_read = 0;
1495         struct bio_list bio_list;
1496         int ret;
1497         int pagenr;
1498         int stripe;
1499         struct bio *bio;
1500
1501         bio_list_init(&bio_list);
1502
1503         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
1504         if (ret)
1505                 goto cleanup;
1506
1507         index_rbio_pages(rbio);
1508
1509         atomic_set(&rbio->error, 0);
1510         /*
1511          * build a list of bios to read all the missing parts of this
1512          * stripe
1513          */
1514         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1515                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1516                         struct page *page;
1517                         /*
1518                          * we want to find all the pages missing from
1519                          * the rbio and read them from the disk.  If
1520                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
1521                          * we don't need to read it off the stripe.
1522                          */
1523                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1524                         if (page)
1525                                 continue;
1526
1527                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1528                         /*
1529                          * the bio cache may have handed us an uptodate
1530                          * page.  If so, be happy and use it
1531                          */
1532                         if (PageUptodate(page))
1533                                 continue;
1534
1535                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1536                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1537                         if (ret)
1538                                 goto cleanup;
1539                 }
1540         }
1541
1542         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
1543         if (!bios_to_read) {
1544                 /*
1545                  * this can happen if others have merged with
1546                  * us, it means there is nothing left to read.
1547                  * But if there are missing devices it may not be
1548                  * safe to do the full stripe write yet.
1549                  */
1550                 goto finish;
1551         }
1552
1553         /*
1554          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
1555          * not to touch it after that
1556          */
1557         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
1558         while (1) {
1559                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1560                 if (!bio)
1561                         break;
1562
1563                 bio->bi_private = rbio;
1564                 bio->bi_end_io = raid_rmw_end_io;
1565                 bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
1566
1567                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
1568
1569                 submit_bio(bio);
1570         }
1571         /* the actual write will happen once the reads are done */
1572         return 0;
1573
1574 cleanup:
1575         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1576
1577         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
1578                 bio_put(bio);
1579
1580         return -EIO;
1581
1582 finish:
1583         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1584         return 0;
1585 }
1586
1587 /*
1588  * if the upper layers pass in a full stripe, we thank them by only allocating
1589  * enough pages to hold the parity, and sending it all down quickly.
1590  */
1591 static int full_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1592 {
1593         int ret;
1594
1595         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
1596         if (ret) {
1597                 __free_raid_bio(rbio);
1598                 return ret;
1599         }
1600
1601         ret = lock_stripe_add(rbio);
1602         if (ret == 0)
1603                 finish_rmw(rbio);
1604         return 0;
1605 }
1606
1607 /*
1608  * partial stripe writes get handed over to async helpers.
1609  * We're really hoping to merge a few more writes into this
1610  * rbio before calculating new parity
1611  */
1612 static int partial_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1613 {
1614         int ret;
1615
1616         ret = lock_stripe_add(rbio);
1617         if (ret == 0)
1618                 start_async_work(rbio, rmw_work);
1619         return 0;
1620 }
1621
1622 /*
1623  * sometimes while we were reading from the drive to
1624  * recalculate parity, enough new bios come into create
1625  * a full stripe.  So we do a check here to see if we can
1626  * go directly to finish_rmw
1627  */
1628 static int __raid56_parity_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1629 {
1630         /* head off into rmw land if we don't have a full stripe */
1631         if (!rbio_is_full(rbio))
1632                 return partial_stripe_write(rbio);
1633         return full_stripe_write(rbio);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1638  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1639  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1640  * we sort the list by logical block number and merge
1641  * everything we can into the same rbios
1642  */
1643 struct btrfs_plug_cb {
1644         struct blk_plug_cb cb;
1645         struct btrfs_fs_info *info;
1646         struct list_head rbio_list;
1647         struct btrfs_work work;
1648 };
1649
1650 /*
1651  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1652  */
1653 static int plug_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1654 {
1655         struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1656                                                  plug_list);
1657         struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1658                                                  plug_list);
1659         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1660         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1661
1662         if (a_sector < b_sector)
1663                 return -1;
1664         if (a_sector > b_sector)
1665                 return 1;
1666         return 0;
1667 }
1668
1669 static void run_plug(struct btrfs_plug_cb *plug)
1670 {
1671         struct btrfs_raid_bio *cur;
1672         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1673
1674         /*
1675          * sort our plug list then try to merge
1676          * everything we can in hopes of creating full
1677          * stripes.
1678          */
1679         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1680         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1681                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1682                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1683                 list_del_init(&cur->plug_list);
1684
1685                 if (rbio_is_full(cur)) {
1686                         int ret;
1687
1688                         /* we have a full stripe, send it down */
1689                         ret = full_stripe_write(cur);
1690                         BUG_ON(ret);
1691                         continue;
1692                 }
1693                 if (last) {
1694                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1695                                 merge_rbio(last, cur);
1696                                 __free_raid_bio(cur);
1697                                 continue;
1698
1699                         }
1700                         __raid56_parity_write(last);
1701                 }
1702                 last = cur;
1703         }
1704         if (last) {
1705                 __raid56_parity_write(last);
1706         }
1707         kfree(plug);
1708 }
1709
1710 /*
1711  * if the unplug comes from schedule, we have to push the
1712  * work off to a helper thread
1713  */
1714 static void unplug_work(struct btrfs_work *work)
1715 {
1716         struct btrfs_plug_cb *plug;
1717         plug = container_of(work, struct btrfs_plug_cb, work);
1718         run_plug(plug);
1719 }
1720
1721 static void btrfs_raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1722 {
1723         struct btrfs_plug_cb *plug;
1724         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1725
1726         if (from_schedule) {
1727                 btrfs_init_work(&plug->work, btrfs_rmw_helper,
1728                                 unplug_work, NULL, NULL);
1729                 btrfs_queue_work(plug->info->rmw_workers,
1730                                  &plug->work);
1731                 return;
1732         }
1733         run_plug(plug);
1734 }
1735
1736 /*
1737  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1738  */
1739 int raid56_parity_write(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
1740                         struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
1741 {
1742         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1743         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1744         struct blk_plug_cb *cb;
1745         int ret;
1746
1747         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
1748         if (IS_ERR(rbio)) {
1749                 btrfs_put_bbio(bbio);
1750                 return PTR_ERR(rbio);
1751         }
1752         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
1753         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
1754         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1755
1756         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
1757         rbio->generic_bio_cnt = 1;
1758
1759         /*
1760          * don't plug on full rbios, just get them out the door
1761          * as quickly as we can
1762          */
1763         if (rbio_is_full(rbio)) {
1764                 ret = full_stripe_write(rbio);
1765                 if (ret)
1766                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1767                 return ret;
1768         }
1769
1770         cb = blk_check_plugged(btrfs_raid_unplug, fs_info, sizeof(*plug));
1771         if (cb) {
1772                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1773                 if (!plug->info) {
1774                         plug->info = fs_info;
1775                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1776                 }
1777                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1778                 ret = 0;
1779         } else {
1780                 ret = __raid56_parity_write(rbio);
1781                 if (ret)
1782                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1783         }
1784         return ret;
1785 }
1786
1787 /*
1788  * all parity reconstruction happens here.  We've read in everything
1789  * we can find from the drives and this does the heavy lifting of
1790  * sorting the good from the bad.
1791  */
1792 static void __raid_recover_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1793 {
1794         int pagenr, stripe;
1795         void **pointers;
1796         int faila = -1, failb = -1;
1797         struct page *page;
1798         blk_status_t err;
1799         int i;
1800
1801         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1802         if (!pointers) {
1803                 err = BLK_STS_RESOURCE;
1804                 goto cleanup_io;
1805         }
1806
1807         faila = rbio->faila;
1808         failb = rbio->failb;
1809
1810         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1811             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1812                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1813                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1814                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1815         }
1816
1817         index_rbio_pages(rbio);
1818
1819         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1820                 /*
1821                  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1822                  * which we have data when doing parity scrub.
1823                  */
1824                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1825                     !test_bit(pagenr, rbio->dbitmap))
1826                         continue;
1827
1828                 /* setup our array of pointers with pages
1829                  * from each stripe
1830                  */
1831                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1832                         /*
1833                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1834                          * pages from the bio list
1835                          */
1836                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1837                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1838                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1839                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1840                         } else {
1841                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1842                         }
1843                         pointers[stripe] = kmap(page);
1844                 }
1845
1846                 /* all raid6 handling here */
1847                 if (rbio->bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1848                         /*
1849                          * single failure, rebuild from parity raid5
1850                          * style
1851                          */
1852                         if (failb < 0) {
1853                                 if (faila == rbio->nr_data) {
1854                                         /*
1855                                          * Just the P stripe has failed, without
1856                                          * a bad data or Q stripe.
1857                                          * TODO, we should redo the xor here.
1858                                          */
1859                                         err = BLK_STS_IOERR;
1860                                         goto cleanup;
1861                                 }
1862                                 /*
1863                                  * a single failure in raid6 is rebuilt
1864                                  * in the pstripe code below
1865                                  */
1866                                 goto pstripe;
1867                         }
1868
1869                         /* make sure our ps and qs are in order */
1870                         if (faila > failb) {
1871                                 int tmp = failb;
1872                                 failb = faila;
1873                                 faila = tmp;
1874                         }
1875
1876                         /* if the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction
1877                          * from the xors.
1878                          * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1879                          * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1880                          * data they want
1881                          */
1882                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1883                                 if (rbio->bbio->raid_map[faila] ==
1884                                     RAID5_P_STRIPE) {
1885                                         err = BLK_STS_IOERR;
1886                                         goto cleanup;
1887                                 }
1888                                 /*
1889                                  * otherwise we have one bad data stripe and
1890                                  * a good P stripe.  raid5!
1891                                  */
1892                                 goto pstripe;
1893                         }
1894
1895                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1896                                 raid6_datap_recov(rbio->real_stripes,
1897                                                   PAGE_SIZE, faila, pointers);
1898                         } else {
1899                                 raid6_2data_recov(rbio->real_stripes,
1900                                                   PAGE_SIZE, faila, failb,
1901                                                   pointers);
1902                         }
1903                 } else {
1904                         void *p;
1905
1906                         /* rebuild from P stripe here (raid5 or raid6) */
1907                         BUG_ON(failb != -1);
1908 pstripe:
1909                         /* Copy parity block into failed block to start with */
1910                         copy_page(pointers[faila], pointers[rbio->nr_data]);
1911
1912                         /* rearrange the pointer array */
1913                         p = pointers[faila];
1914                         for (stripe = faila; stripe < rbio->nr_data - 1; stripe++)
1915                                 pointers[stripe] = pointers[stripe + 1];
1916                         pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1917
1918                         /* xor in the rest */
1919                         run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1920                 }
1921                 /* if we're doing this rebuild as part of an rmw, go through
1922                  * and set all of our private rbio pages in the
1923                  * failed stripes as uptodate.  This way finish_rmw will
1924                  * know they can be trusted.  If this was a read reconstruction,
1925                  * other endio functions will fiddle the uptodate bits
1926                  */
1927                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
1928                         for (i = 0;  i < rbio->stripe_npages; i++) {
1929                                 if (faila != -1) {
1930                                         page = rbio_stripe_page(rbio, faila, i);
1931                                         SetPageUptodate(page);
1932                                 }
1933                                 if (failb != -1) {
1934                                         page = rbio_stripe_page(rbio, failb, i);
1935                                         SetPageUptodate(page);
1936                                 }
1937                         }
1938                 }
1939                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1940                         /*
1941                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1942                          * pages from the bio list
1943                          */
1944                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1945                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1946                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1947                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1948                         } else {
1949                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1950                         }
1951                         kunmap(page);
1952                 }
1953         }
1954
1955         err = BLK_STS_OK;
1956 cleanup:
1957         kfree(pointers);
1958
1959 cleanup_io:
1960         /*
1961          * Similar to READ_REBUILD, REBUILD_MISSING at this point also has a
1962          * valid rbio which is consistent with ondisk content, thus such a
1963          * valid rbio can be cached to avoid further disk reads.
1964          */
1965         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1966             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1967                 /*
1968                  * - In case of two failures, where rbio->failb != -1:
1969                  *
1970                  *   Do not cache this rbio since the above read reconstruction
1971                  *   (raid6_datap_recov() or raid6_2data_recov()) may have
1972                  *   changed some content of stripes which are not identical to
1973                  *   on-disk content any more, otherwise, a later write/recover
1974                  *   may steal stripe_pages from this rbio and end up with
1975                  *   corruptions or rebuild failures.
1976                  *
1977                  * - In case of single failure, where rbio->failb == -1:
1978                  *
1979                  *   Cache this rbio iff the above read reconstruction is
1980                  *   excuted without problems.
1981                  */
1982                 if (err == BLK_STS_OK && rbio->failb < 0)
1983                         cache_rbio_pages(rbio);
1984                 else
1985                         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1986
1987                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1988         } else if (err == BLK_STS_OK) {
1989                 rbio->faila = -1;
1990                 rbio->failb = -1;
1991
1992                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE)
1993                         finish_rmw(rbio);
1994                 else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
1995                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
1996                 else
1997                         BUG();
1998         } else {
1999                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
2000         }
2001 }
2002
2003 /*
2004  * This is called only for stripes we've read from disk to
2005  * reconstruct the parity.
2006  */
2007 static void raid_recover_end_io(struct bio *bio)
2008 {
2009         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2010
2011         /*
2012          * we only read stripe pages off the disk, set them
2013          * up to date if there were no errors
2014          */
2015         if (bio->bi_status)
2016                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2017         else
2018                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2019         bio_put(bio);
2020
2021         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2022                 return;
2023
2024         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2025                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2026         else
2027                 __raid_recover_end_io(rbio);
2028 }
2029
2030 /*
2031  * reads everything we need off the disk to reconstruct
2032  * the parity. endio handlers trigger final reconstruction
2033  * when the IO is done.
2034  *
2035  * This is used both for reads from the higher layers and for
2036  * parity construction required to finish a rmw cycle.
2037  */
2038 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2039 {
2040         int bios_to_read = 0;
2041         struct bio_list bio_list;
2042         int ret;
2043         int pagenr;
2044         int stripe;
2045         struct bio *bio;
2046
2047         bio_list_init(&bio_list);
2048
2049         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2050         if (ret)
2051                 goto cleanup;
2052
2053         atomic_set(&rbio->error, 0);
2054
2055         /*
2056          * read everything that hasn't failed.  Thanks to the
2057          * stripe cache, it is possible that some or all of these
2058          * pages are going to be uptodate.
2059          */
2060         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2061                 if (rbio->faila == stripe || rbio->failb == stripe) {
2062                         atomic_inc(&rbio->error);
2063                         continue;
2064                 }
2065
2066                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
2067                         struct page *p;
2068
2069                         /*
2070                          * the rmw code may have already read this
2071                          * page in
2072                          */
2073                         p = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2074                         if (PageUptodate(p))
2075                                 continue;
2076
2077                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2078                                        rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr),
2079                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2080                         if (ret < 0)
2081                                 goto cleanup;
2082                 }
2083         }
2084
2085         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2086         if (!bios_to_read) {
2087                 /*
2088                  * we might have no bios to read just because the pages
2089                  * were up to date, or we might have no bios to read because
2090                  * the devices were gone.
2091                  */
2092                 if (atomic_read(&rbio->error) <= rbio->bbio->max_errors) {
2093                         __raid_recover_end_io(rbio);
2094                         goto out;
2095                 } else {
2096                         goto cleanup;
2097                 }
2098         }
2099
2100         /*
2101          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2102          * not to touch it after that
2103          */
2104         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2105         while (1) {
2106                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2107                 if (!bio)
2108                         break;
2109
2110                 bio->bi_private = rbio;
2111                 bio->bi_end_io = raid_recover_end_io;
2112                 bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
2113
2114                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2115
2116                 submit_bio(bio);
2117         }
2118 out:
2119         return 0;
2120
2121 cleanup:
2122         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
2123             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
2124                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2125
2126         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2127                 bio_put(bio);
2128
2129         return -EIO;
2130 }
2131
2132 /*
2133  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2134  * is really only called when the normal read path had a failure,
2135  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2136  * of the drive.
2137  */
2138 int raid56_parity_recover(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2139                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2140                           int mirror_num, int generic_io)
2141 {
2142         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2143         int ret;
2144
2145         if (generic_io) {
2146                 ASSERT(bbio->mirror_num == mirror_num);
2147                 btrfs_io_bio(bio)->mirror_num = mirror_num;
2148         }
2149
2150         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2151         if (IS_ERR(rbio)) {
2152                 if (generic_io)
2153                         btrfs_put_bbio(bbio);
2154                 return PTR_ERR(rbio);
2155         }
2156
2157         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2158         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2159         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
2160
2161         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2162         if (rbio->faila == -1) {
2163                 btrfs_warn(fs_info,
2164         "%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)",
2165                            __func__, (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9,
2166                            (u64)bio->bi_iter.bi_size, bbio->map_type);
2167                 if (generic_io)
2168                         btrfs_put_bbio(bbio);
2169                 kfree(rbio);
2170                 return -EIO;
2171         }
2172
2173         if (generic_io) {
2174                 btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
2175                 rbio->generic_bio_cnt = 1;
2176         } else {
2177                 btrfs_get_bbio(bbio);
2178         }
2179
2180         /*
2181          * Loop retry:
2182          * for 'mirror == 2', reconstruct from all other stripes.
2183          * for 'mirror_num > 2', select a stripe to fail on every retry.
2184          */
2185         if (mirror_num > 2) {
2186                 /*
2187                  * 'mirror == 3' is to fail the p stripe and
2188                  * reconstruct from the q stripe.  'mirror > 3' is to
2189                  * fail a data stripe and reconstruct from p+q stripe.
2190                  */
2191                 rbio->failb = rbio->real_stripes - (mirror_num - 1);
2192                 ASSERT(rbio->failb > 0);
2193                 if (rbio->failb <= rbio->faila)
2194                         rbio->failb--;
2195         }
2196
2197         ret = lock_stripe_add(rbio);
2198
2199         /*
2200          * __raid56_parity_recover will end the bio with
2201          * any errors it hits.  We don't want to return
2202          * its error value up the stack because our caller
2203          * will end up calling bio_endio with any nonzero
2204          * return
2205          */
2206         if (ret == 0)
2207                 __raid56_parity_recover(rbio);
2208         /*
2209          * our rbio has been added to the list of
2210          * rbios that will be handled after the
2211          * currently lock owner is done
2212          */
2213         return 0;
2214
2215 }
2216
2217 static void rmw_work(struct btrfs_work *work)
2218 {
2219         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2220
2221         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2222         raid56_rmw_stripe(rbio);
2223 }
2224
2225 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work)
2226 {
2227         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2228
2229         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2230         __raid56_parity_recover(rbio);
2231 }
2232
2233 /*
2234  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2235  *
2236  * Caller must have already increased bio_counter for getting @bbio.
2237  *
2238  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2239  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2240  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2241  */
2242
2243 struct btrfs_raid_bio *
2244 raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2245                                struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2246                                struct btrfs_device *scrub_dev,
2247                                unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2248 {
2249         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2250         int i;
2251
2252         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2253         if (IS_ERR(rbio))
2254                 return NULL;
2255         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2256         /*
2257          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2258          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2259          */
2260         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2261         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2262
2263         /*
2264          * After mapping bbio with BTRFS_MAP_WRITE, parities have been sorted
2265          * to the end position, so this search can start from the first parity
2266          * stripe.
2267          */
2268         for (i = rbio->nr_data; i < rbio->real_stripes; i++) {
2269                 if (bbio->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2270                         rbio->scrubp = i;
2271                         break;
2272                 }
2273         }
2274         ASSERT(i < rbio->real_stripes);
2275
2276         /* Now we just support the sectorsize equals to page size */
2277         ASSERT(fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE);
2278         ASSERT(rbio->stripe_npages == stripe_nsectors);
2279         bitmap_copy(rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2280
2281         /*
2282          * We have already increased bio_counter when getting bbio, record it
2283          * so we can free it at rbio_orig_end_io().
2284          */
2285         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2286
2287         return rbio;
2288 }
2289
2290 /* Used for both parity scrub and missing. */
2291 void raid56_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct page *page,
2292                             u64 logical)
2293 {
2294         int stripe_offset;
2295         int index;
2296
2297         ASSERT(logical >= rbio->bbio->raid_map[0]);
2298         ASSERT(logical + PAGE_SIZE <= rbio->bbio->raid_map[0] +
2299                                 rbio->stripe_len * rbio->nr_data);
2300         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bbio->raid_map[0]);
2301         index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
2302         rbio->bio_pages[index] = page;
2303 }
2304
2305 /*
2306  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2307  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2308  */
2309 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2310 {
2311         int i;
2312         int bit;
2313         int index;
2314         struct page *page;
2315
2316         for_each_set_bit(bit, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2317                 for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2318                         index = i * rbio->stripe_npages + bit;
2319                         if (rbio->stripe_pages[index])
2320                                 continue;
2321
2322                         page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2323                         if (!page)
2324                                 return -ENOMEM;
2325                         rbio->stripe_pages[index] = page;
2326                 }
2327         }
2328         return 0;
2329 }
2330
2331 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2332                                          int need_check)
2333 {
2334         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
2335         void **pointers = rbio->finish_pointers;
2336         unsigned long *pbitmap = rbio->finish_pbitmap;
2337         int nr_data = rbio->nr_data;
2338         int stripe;
2339         int pagenr;
2340         bool has_qstripe;
2341         struct page *p_page = NULL;
2342         struct page *q_page = NULL;
2343         struct bio_list bio_list;
2344         struct bio *bio;
2345         int is_replace = 0;
2346         int ret;
2347
2348         bio_list_init(&bio_list);
2349
2350         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1)
2351                 has_qstripe = false;
2352         else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2)
2353                 has_qstripe = true;
2354         else
2355                 BUG();
2356
2357         if (bbio->num_tgtdevs && bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp]) {
2358                 is_replace = 1;
2359                 bitmap_copy(pbitmap, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages);
2360         }
2361
2362         /*
2363          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2364          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2365          * it.
2366          */
2367         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2368
2369         if (!need_check)
2370                 goto writeback;
2371
2372         p_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2373         if (!p_page)
2374                 goto cleanup;
2375         SetPageUptodate(p_page);
2376
2377         if (has_qstripe) {
2378                 /* RAID6, allocate and map temp space for the Q stripe */
2379                 q_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2380                 if (!q_page) {
2381                         __free_page(p_page);
2382                         goto cleanup;
2383                 }
2384                 SetPageUptodate(q_page);
2385                 pointers[rbio->real_stripes - 1] = kmap(q_page);
2386         }
2387
2388         atomic_set(&rbio->error, 0);
2389
2390         /* Map the parity stripe just once */
2391         pointers[nr_data] = kmap(p_page);
2392
2393         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2394                 struct page *p;
2395                 void *parity;
2396                 /* first collect one page from each data stripe */
2397                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2398                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
2399                         pointers[stripe] = kmap(p);
2400                 }
2401
2402                 if (has_qstripe) {
2403                         /* RAID6, call the library function to fill in our P/Q */
2404                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
2405                                                 pointers);
2406                 } else {
2407                         /* raid5 */
2408                         copy_page(pointers[nr_data], pointers[0]);
2409                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
2410                 }
2411
2412                 /* Check scrubbing parity and repair it */
2413                 p = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2414                 parity = kmap(p);
2415                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE))
2416                         copy_page(parity, pointers[rbio->scrubp]);
2417                 else
2418                         /* Parity is right, needn't writeback */
2419                         bitmap_clear(rbio->dbitmap, pagenr, 1);
2420                 kunmap(p);
2421
2422                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++)
2423                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
2424         }
2425
2426         kunmap(p_page);
2427         __free_page(p_page);
2428         if (q_page) {
2429                 kunmap(q_page);
2430                 __free_page(q_page);
2431         }
2432
2433 writeback:
2434         /*
2435          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2436          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2437          * everything else.
2438          */
2439         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2440                 struct page *page;
2441
2442                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2443                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2444                                page, rbio->scrubp, pagenr, rbio->stripe_len);
2445                 if (ret)
2446                         goto cleanup;
2447         }
2448
2449         if (!is_replace)
2450                 goto submit_write;
2451
2452         for_each_set_bit(pagenr, pbitmap, rbio->stripe_npages) {
2453                 struct page *page;
2454
2455                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2456                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2457                                        bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2458                                        pagenr, rbio->stripe_len);
2459                 if (ret)
2460                         goto cleanup;
2461         }
2462
2463 submit_write:
2464         nr_data = bio_list_size(&bio_list);
2465         if (!nr_data) {
2466                 /* Every parity is right */
2467                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_OK);
2468                 return;
2469         }
2470
2471         atomic_set(&rbio->stripes_pending, nr_data);
2472
2473         while (1) {
2474                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2475                 if (!bio)
2476                         break;
2477
2478                 bio->bi_private = rbio;
2479                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
2480                 bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE;
2481
2482                 submit_bio(bio);
2483         }
2484         return;
2485
2486 cleanup:
2487         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2488
2489         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2490                 bio_put(bio);
2491 }
2492
2493 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2494 {
2495         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2496                 return 1;
2497         return 0;
2498 }
2499
2500 /*
2501  * While we're doing the parity check and repair, we could have errors
2502  * in reading pages off the disk.  This checks for errors and if we're
2503  * not able to read the page it'll trigger parity reconstruction.  The
2504  * parity scrub will be finished after we've reconstructed the failed
2505  * stripes
2506  */
2507 static void validate_rbio_for_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2508 {
2509         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2510                 goto cleanup;
2511
2512         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
2513                 int dfail = 0, failp = -1;
2514
2515                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->faila))
2516                         dfail++;
2517                 else if (is_parity_stripe(rbio->faila))
2518                         failp = rbio->faila;
2519
2520                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->failb))
2521                         dfail++;
2522                 else if (is_parity_stripe(rbio->failb))
2523                         failp = rbio->failb;
2524
2525                 /*
2526                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair
2527                  * the data, so the capability of the repair is declined.
2528                  * (In the case of RAID5, we can not repair anything)
2529                  */
2530                 if (dfail > rbio->bbio->max_errors - 1)
2531                         goto cleanup;
2532
2533                 /*
2534                  * If all data is good, only parity is correctly, just
2535                  * repair the parity.
2536                  */
2537                 if (dfail == 0) {
2538                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2539                         return;
2540                 }
2541
2542                 /*
2543                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2544                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity
2545                  * is scrubbing parity, luckily, use the other one to repair
2546                  * the data, or we can not repair the data stripe.
2547                  */
2548                 if (failp != rbio->scrubp)
2549                         goto cleanup;
2550
2551                 __raid_recover_end_io(rbio);
2552         } else {
2553                 finish_parity_scrub(rbio, 1);
2554         }
2555         return;
2556
2557 cleanup:
2558         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2559 }
2560
2561 /*
2562  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
2563  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
2564  * stripe.
2565  *
2566  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
2567  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
2568  */
2569 static void raid56_parity_scrub_end_io(struct bio *bio)
2570 {
2571         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2572
2573         if (bio->bi_status)
2574                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2575         else
2576                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2577
2578         bio_put(bio);
2579
2580         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2581                 return;
2582
2583         /*
2584          * this will normally call finish_rmw to start our write
2585          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
2586          * from parity first
2587          */
2588         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2589 }
2590
2591 static void raid56_parity_scrub_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2592 {
2593         int bios_to_read = 0;
2594         struct bio_list bio_list;
2595         int ret;
2596         int pagenr;
2597         int stripe;
2598         struct bio *bio;
2599
2600         bio_list_init(&bio_list);
2601
2602         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2603         if (ret)
2604                 goto cleanup;
2605
2606         atomic_set(&rbio->error, 0);
2607         /*
2608          * build a list of bios to read all the missing parts of this
2609          * stripe
2610          */
2611         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2612                 for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2613                         struct page *page;
2614                         /*
2615                          * we want to find all the pages missing from
2616                          * the rbio and read them from the disk.  If
2617                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
2618                          * we don't need to read it off the stripe.
2619                          */
2620                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
2621                         if (page)
2622                                 continue;
2623
2624                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2625                         /*
2626                          * the bio cache may have handed us an uptodate
2627                          * page.  If so, be happy and use it
2628                          */
2629                         if (PageUptodate(page))
2630                                 continue;
2631
2632                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2633                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2634                         if (ret)
2635                                 goto cleanup;
2636                 }
2637         }
2638
2639         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2640         if (!bios_to_read) {
2641                 /*
2642                  * this can happen if others have merged with
2643                  * us, it means there is nothing left to read.
2644                  * But if there are missing devices it may not be
2645                  * safe to do the full stripe write yet.
2646                  */
2647                 goto finish;
2648         }
2649
2650         /*
2651          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2652          * not to touch it after that
2653          */
2654         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2655         while (1) {
2656                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2657                 if (!bio)
2658                         break;
2659
2660                 bio->bi_private = rbio;
2661                 bio->bi_end_io = raid56_parity_scrub_end_io;
2662                 bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
2663
2664                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2665
2666                 submit_bio(bio);
2667         }
2668         /* the actual write will happen once the reads are done */
2669         return;
2670
2671 cleanup:
2672         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2673
2674         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2675                 bio_put(bio);
2676
2677         return;
2678
2679 finish:
2680         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2681 }
2682
2683 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work)
2684 {
2685         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2686
2687         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2688         raid56_parity_scrub_stripe(rbio);
2689 }
2690
2691 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2692 {
2693         if (!lock_stripe_add(rbio))
2694                 start_async_work(rbio, scrub_parity_work);
2695 }
2696
2697 /* The following code is used for dev replace of a missing RAID 5/6 device. */
2698
2699 struct btrfs_raid_bio *
2700 raid56_alloc_missing_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2701                           struct btrfs_bio *bbio, u64 length)
2702 {
2703         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2704
2705         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, length);
2706         if (IS_ERR(rbio))
2707                 return NULL;
2708
2709         rbio->operation = BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING;
2710         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2711         /*
2712          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2713          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2714          */
2715         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2716
2717         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2718         if (rbio->faila == -1) {
2719                 BUG();
2720                 kfree(rbio);
2721                 return NULL;
2722         }
2723
2724         /*
2725          * When we get bbio, we have already increased bio_counter, record it
2726          * so we can free it at rbio_orig_end_io()
2727          */
2728         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2729
2730         return rbio;
2731 }
2732
2733 void raid56_submit_missing_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2734 {
2735         if (!lock_stripe_add(rbio))
2736                 start_async_work(rbio, read_rebuild_work);
2737 }