Merge tag 'sound-4.10-rc3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tiwai...
[linux-2.6-block.git] / fs / btrfs / raid56.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2012 Fusion-io  All rights reserved.
3  * Copyright (C) 2012 Intel Corp. All rights reserved.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU General Public
7  * License v2 as published by the Free Software Foundation.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public
15  * License along with this program; if not, write to the
16  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
17  * Boston, MA 021110-1307, USA.
18  */
19 #include <linux/sched.h>
20 #include <linux/wait.h>
21 #include <linux/bio.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/buffer_head.h>
24 #include <linux/blkdev.h>
25 #include <linux/random.h>
26 #include <linux/iocontext.h>
27 #include <linux/capability.h>
28 #include <linux/ratelimit.h>
29 #include <linux/kthread.h>
30 #include <linux/raid/pq.h>
31 #include <linux/hash.h>
32 #include <linux/list_sort.h>
33 #include <linux/raid/xor.h>
34 #include <linux/vmalloc.h>
35 #include <asm/div64.h>
36 #include "ctree.h"
37 #include "extent_map.h"
38 #include "disk-io.h"
39 #include "transaction.h"
40 #include "print-tree.h"
41 #include "volumes.h"
42 #include "raid56.h"
43 #include "async-thread.h"
44 #include "check-integrity.h"
45 #include "rcu-string.h"
46
47 /* set when additional merges to this rbio are not allowed */
48 #define RBIO_RMW_LOCKED_BIT     1
49
50 /*
51  * set when this rbio is sitting in the hash, but it is just a cache
52  * of past RMW
53  */
54 #define RBIO_CACHE_BIT          2
55
56 /*
57  * set when it is safe to trust the stripe_pages for caching
58  */
59 #define RBIO_CACHE_READY_BIT    3
60
61 #define RBIO_CACHE_SIZE 1024
62
63 enum btrfs_rbio_ops {
64         BTRFS_RBIO_WRITE,
65         BTRFS_RBIO_READ_REBUILD,
66         BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB,
67         BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING,
68 };
69
70 struct btrfs_raid_bio {
71         struct btrfs_fs_info *fs_info;
72         struct btrfs_bio *bbio;
73
74         /* while we're doing rmw on a stripe
75          * we put it into a hash table so we can
76          * lock the stripe and merge more rbios
77          * into it.
78          */
79         struct list_head hash_list;
80
81         /*
82          * LRU list for the stripe cache
83          */
84         struct list_head stripe_cache;
85
86         /*
87          * for scheduling work in the helper threads
88          */
89         struct btrfs_work work;
90
91         /*
92          * bio list and bio_list_lock are used
93          * to add more bios into the stripe
94          * in hopes of avoiding the full rmw
95          */
96         struct bio_list bio_list;
97         spinlock_t bio_list_lock;
98
99         /* also protected by the bio_list_lock, the
100          * plug list is used by the plugging code
101          * to collect partial bios while plugged.  The
102          * stripe locking code also uses it to hand off
103          * the stripe lock to the next pending IO
104          */
105         struct list_head plug_list;
106
107         /*
108          * flags that tell us if it is safe to
109          * merge with this bio
110          */
111         unsigned long flags;
112
113         /* size of each individual stripe on disk */
114         int stripe_len;
115
116         /* number of data stripes (no p/q) */
117         int nr_data;
118
119         int real_stripes;
120
121         int stripe_npages;
122         /*
123          * set if we're doing a parity rebuild
124          * for a read from higher up, which is handled
125          * differently from a parity rebuild as part of
126          * rmw
127          */
128         enum btrfs_rbio_ops operation;
129
130         /* first bad stripe */
131         int faila;
132
133         /* second bad stripe (for raid6 use) */
134         int failb;
135
136         int scrubp;
137         /*
138          * number of pages needed to represent the full
139          * stripe
140          */
141         int nr_pages;
142
143         /*
144          * size of all the bios in the bio_list.  This
145          * helps us decide if the rbio maps to a full
146          * stripe or not
147          */
148         int bio_list_bytes;
149
150         int generic_bio_cnt;
151
152         atomic_t refs;
153
154         atomic_t stripes_pending;
155
156         atomic_t error;
157         /*
158          * these are two arrays of pointers.  We allocate the
159          * rbio big enough to hold them both and setup their
160          * locations when the rbio is allocated
161          */
162
163         /* pointers to pages that we allocated for
164          * reading/writing stripes directly from the disk (including P/Q)
165          */
166         struct page **stripe_pages;
167
168         /*
169          * pointers to the pages in the bio_list.  Stored
170          * here for faster lookup
171          */
172         struct page **bio_pages;
173
174         /*
175          * bitmap to record which horizontal stripe has data
176          */
177         unsigned long *dbitmap;
178 };
179
180 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio);
181 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio);
182 static void rmw_work(struct btrfs_work *work);
183 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work);
184 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio);
185 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio);
186 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio);
187 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed);
188 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio);
189 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
190 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
191
192 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
193                                          int need_check);
194 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio);
195
196 /*
197  * the stripe hash table is used for locking, and to collect
198  * bios in hopes of making a full stripe
199  */
200 int btrfs_alloc_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
201 {
202         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
203         struct btrfs_stripe_hash_table *x;
204         struct btrfs_stripe_hash *cur;
205         struct btrfs_stripe_hash *h;
206         int num_entries = 1 << BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS;
207         int i;
208         int table_size;
209
210         if (info->stripe_hash_table)
211                 return 0;
212
213         /*
214          * The table is large, starting with order 4 and can go as high as
215          * order 7 in case lock debugging is turned on.
216          *
217          * Try harder to allocate and fallback to vmalloc to lower the chance
218          * of a failing mount.
219          */
220         table_size = sizeof(*table) + sizeof(*h) * num_entries;
221         table = kzalloc(table_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN | __GFP_REPEAT);
222         if (!table) {
223                 table = vzalloc(table_size);
224                 if (!table)
225                         return -ENOMEM;
226         }
227
228         spin_lock_init(&table->cache_lock);
229         INIT_LIST_HEAD(&table->stripe_cache);
230
231         h = table->table;
232
233         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
234                 cur = h + i;
235                 INIT_LIST_HEAD(&cur->hash_list);
236                 spin_lock_init(&cur->lock);
237                 init_waitqueue_head(&cur->wait);
238         }
239
240         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
241         if (x)
242                 kvfree(x);
243         return 0;
244 }
245
246 /*
247  * caching an rbio means to copy anything from the
248  * bio_pages array into the stripe_pages array.  We
249  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
250  * to indicate if it has valid data
251  *
252  * once the caching is done, we set the cache ready
253  * bit.
254  */
255 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
256 {
257         int i;
258         char *s;
259         char *d;
260         int ret;
261
262         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
263         if (ret)
264                 return;
265
266         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
267                 if (!rbio->bio_pages[i])
268                         continue;
269
270                 s = kmap(rbio->bio_pages[i]);
271                 d = kmap(rbio->stripe_pages[i]);
272
273                 memcpy(d, s, PAGE_SIZE);
274
275                 kunmap(rbio->bio_pages[i]);
276                 kunmap(rbio->stripe_pages[i]);
277                 SetPageUptodate(rbio->stripe_pages[i]);
278         }
279         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
280 }
281
282 /*
283  * we hash on the first logical address of the stripe
284  */
285 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
286 {
287         u64 num = rbio->bbio->raid_map[0];
288
289         /*
290          * we shift down quite a bit.  We're using byte
291          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
292          * This tends to upset hash_64, and it consistently
293          * returns just one or two different values.
294          *
295          * shifting off the lower bits fixes things.
296          */
297         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
298 }
299
300 /*
301  * stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe
302  * array in the source rbio and putting them into the destination rbio
303  */
304 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
305 {
306         int i;
307         struct page *s;
308         struct page *d;
309
310         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
311                 return;
312
313         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
314                 s = src->stripe_pages[i];
315                 if (!s || !PageUptodate(s)) {
316                         continue;
317                 }
318
319                 d = dest->stripe_pages[i];
320                 if (d)
321                         __free_page(d);
322
323                 dest->stripe_pages[i] = s;
324                 src->stripe_pages[i] = NULL;
325         }
326 }
327
328 /*
329  * merging means we take the bio_list from the victim and
330  * splice it into the destination.  The victim should
331  * be discarded afterwards.
332  *
333  * must be called with dest->rbio_list_lock held
334  */
335 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
336                        struct btrfs_raid_bio *victim)
337 {
338         bio_list_merge(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
339         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
340         dest->generic_bio_cnt += victim->generic_bio_cnt;
341         bio_list_init(&victim->bio_list);
342 }
343
344 /*
345  * used to prune items that are in the cache.  The caller
346  * must hold the hash table lock.
347  */
348 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
349 {
350         int bucket = rbio_bucket(rbio);
351         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
352         struct btrfs_stripe_hash *h;
353         int freeit = 0;
354
355         /*
356          * check the bit again under the hash table lock.
357          */
358         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
359                 return;
360
361         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
362         h = table->table + bucket;
363
364         /* hold the lock for the bucket because we may be
365          * removing it from the hash table
366          */
367         spin_lock(&h->lock);
368
369         /*
370          * hold the lock for the bio list because we need
371          * to make sure the bio list is empty
372          */
373         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
374
375         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
376                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
377                 table->cache_size -= 1;
378                 freeit = 1;
379
380                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
381                  * still involved in an IO.  We take it out
382                  * of the cache list, and drop the ref that
383                  * was held for the list.
384                  *
385                  * If the bio_list was empty, we also remove
386                  * the rbio from the hash_table, and drop
387                  * the corresponding ref
388                  */
389                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
390                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
391                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
392                                 atomic_dec(&rbio->refs);
393                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
394                         }
395                 }
396         }
397
398         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
399         spin_unlock(&h->lock);
400
401         if (freeit)
402                 __free_raid_bio(rbio);
403 }
404
405 /*
406  * prune a given rbio from the cache
407  */
408 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
409 {
410         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
411         unsigned long flags;
412
413         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
414                 return;
415
416         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
417
418         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
419         __remove_rbio_from_cache(rbio);
420         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
421 }
422
423 /*
424  * remove everything in the cache
425  */
426 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
427 {
428         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
429         unsigned long flags;
430         struct btrfs_raid_bio *rbio;
431
432         table = info->stripe_hash_table;
433
434         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
435         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
436                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
437                                   struct btrfs_raid_bio,
438                                   stripe_cache);
439                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
440         }
441         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
442 }
443
444 /*
445  * remove all cached entries and free the hash table
446  * used by unmount
447  */
448 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
449 {
450         if (!info->stripe_hash_table)
451                 return;
452         btrfs_clear_rbio_cache(info);
453         kvfree(info->stripe_hash_table);
454         info->stripe_hash_table = NULL;
455 }
456
457 /*
458  * insert an rbio into the stripe cache.  It
459  * must have already been prepared by calling
460  * cache_rbio_pages
461  *
462  * If this rbio was already cached, it gets
463  * moved to the front of the lru.
464  *
465  * If the size of the rbio cache is too big, we
466  * prune an item.
467  */
468 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
469 {
470         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
471         unsigned long flags;
472
473         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
474                 return;
475
476         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
477
478         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
479         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
480
481         /* bump our ref if we were not in the list before */
482         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
483                 atomic_inc(&rbio->refs);
484
485         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
486                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
487         } else {
488                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
489                 table->cache_size += 1;
490         }
491
492         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
493
494         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
495                 struct btrfs_raid_bio *found;
496
497                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
498                                   struct btrfs_raid_bio,
499                                   stripe_cache);
500
501                 if (found != rbio)
502                         __remove_rbio_from_cache(found);
503         }
504
505         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
506 }
507
508 /*
509  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
510  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
511  * loop through.
512  */
513 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
514 {
515         int src_off = 0;
516         int xor_src_cnt = 0;
517         void *dest = pages[src_cnt];
518
519         while(src_cnt > 0) {
520                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
521                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
522
523                 src_cnt -= xor_src_cnt;
524                 src_off += xor_src_cnt;
525         }
526 }
527
528 /*
529  * returns true if the bio list inside this rbio
530  * covers an entire stripe (no rmw required).
531  * Must be called with the bio list lock held, or
532  * at a time when you know it is impossible to add
533  * new bios into the list
534  */
535 static int __rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
536 {
537         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
538         int ret = 1;
539
540         if (size != rbio->nr_data * rbio->stripe_len)
541                 ret = 0;
542
543         BUG_ON(size > rbio->nr_data * rbio->stripe_len);
544         return ret;
545 }
546
547 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
548 {
549         unsigned long flags;
550         int ret;
551
552         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
553         ret = __rbio_is_full(rbio);
554         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
555         return ret;
556 }
557
558 /*
559  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
560  * The merging is safe if the two rbios correspond to
561  * the same stripe and if they are both going in the same
562  * direction (read vs write), and if neither one is
563  * locked for final IO
564  *
565  * The caller is responsible for locking such that
566  * rmw_locked is safe to test
567  */
568 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
569                           struct btrfs_raid_bio *cur)
570 {
571         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
572             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
573                 return 0;
574
575         /*
576          * we can't merge with cached rbios, since the
577          * idea is that when we merge the destination
578          * rbio is going to run our IO for us.  We can
579          * steal from cached rbios though, other functions
580          * handle that.
581          */
582         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
583             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
584                 return 0;
585
586         if (last->bbio->raid_map[0] !=
587             cur->bbio->raid_map[0])
588                 return 0;
589
590         /* we can't merge with different operations */
591         if (last->operation != cur->operation)
592                 return 0;
593         /*
594          * We've need read the full stripe from the drive.
595          * check and repair the parity and write the new results.
596          *
597          * We're not allowed to add any new bios to the
598          * bio list here, anyone else that wants to
599          * change this stripe needs to do their own rmw.
600          */
601         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB ||
602             cur->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
603                 return 0;
604
605         if (last->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING ||
606             cur->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
607                 return 0;
608
609         return 1;
610 }
611
612 static int rbio_stripe_page_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
613                                   int index)
614 {
615         return stripe * rbio->stripe_npages + index;
616 }
617
618 /*
619  * these are just the pages from the rbio array, not from anything
620  * the FS sent down to us
621  */
622 static struct page *rbio_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
623                                      int index)
624 {
625         return rbio->stripe_pages[rbio_stripe_page_index(rbio, stripe, index)];
626 }
627
628 /*
629  * helper to index into the pstripe
630  */
631 static struct page *rbio_pstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
632 {
633         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data, index);
634 }
635
636 /*
637  * helper to index into the qstripe, returns null
638  * if there is no qstripe
639  */
640 static struct page *rbio_qstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
641 {
642         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
643                 return NULL;
644         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data + 1, index);
645 }
646
647 /*
648  * The first stripe in the table for a logical address
649  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
650  *
651  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
652  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
653  * themselves.
654  *
655  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
656  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
657  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
658  *
659  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
660  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
661  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
662  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
663  * 1 is returned
664  *
665  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
666  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
667  * already been freed.
668  */
669 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
670 {
671         int bucket = rbio_bucket(rbio);
672         struct btrfs_stripe_hash *h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
673         struct btrfs_raid_bio *cur;
674         struct btrfs_raid_bio *pending;
675         unsigned long flags;
676         DEFINE_WAIT(wait);
677         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
678         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
679         int ret = 0;
680         int walk = 0;
681
682         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
683         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
684                 walk++;
685                 if (cur->bbio->raid_map[0] == rbio->bbio->raid_map[0]) {
686                         spin_lock(&cur->bio_list_lock);
687
688                         /* can we steal this cached rbio's pages? */
689                         if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
690                             list_empty(&cur->plug_list) &&
691                             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
692                             !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
693                                 list_del_init(&cur->hash_list);
694                                 atomic_dec(&cur->refs);
695
696                                 steal_rbio(cur, rbio);
697                                 cache_drop = cur;
698                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
699
700                                 goto lockit;
701                         }
702
703                         /* can we merge into the lock owner? */
704                         if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
705                                 merge_rbio(cur, rbio);
706                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
707                                 freeit = rbio;
708                                 ret = 1;
709                                 goto out;
710                         }
711
712
713                         /*
714                          * we couldn't merge with the running
715                          * rbio, see if we can merge with the
716                          * pending ones.  We don't have to
717                          * check for rmw_locked because there
718                          * is no way they are inside finish_rmw
719                          * right now
720                          */
721                         list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list,
722                                             plug_list) {
723                                 if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
724                                         merge_rbio(pending, rbio);
725                                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
726                                         freeit = rbio;
727                                         ret = 1;
728                                         goto out;
729                                 }
730                         }
731
732                         /* no merging, put us on the tail of the plug list,
733                          * our rbio will be started with the currently
734                          * running rbio unlocks
735                          */
736                         list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
737                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
738                         ret = 1;
739                         goto out;
740                 }
741         }
742 lockit:
743         atomic_inc(&rbio->refs);
744         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
745 out:
746         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
747         if (cache_drop)
748                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
749         if (freeit)
750                 __free_raid_bio(freeit);
751         return ret;
752 }
753
754 /*
755  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
756  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
757  */
758 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
759 {
760         int bucket;
761         struct btrfs_stripe_hash *h;
762         unsigned long flags;
763         int keep_cache = 0;
764
765         bucket = rbio_bucket(rbio);
766         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
767
768         if (list_empty(&rbio->plug_list))
769                 cache_rbio(rbio);
770
771         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
772         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
773
774         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
775                 /*
776                  * if we're still cached and there is no other IO
777                  * to perform, just leave this rbio here for others
778                  * to steal from later
779                  */
780                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
781                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
782                         keep_cache = 1;
783                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
784                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
785                         goto done;
786                 }
787
788                 list_del_init(&rbio->hash_list);
789                 atomic_dec(&rbio->refs);
790
791                 /*
792                  * we use the plug list to hold all the rbios
793                  * waiting for the chance to lock this stripe.
794                  * hand the lock over to one of them.
795                  */
796                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
797                         struct btrfs_raid_bio *next;
798                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
799
800                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
801                                           plug_list);
802
803                         list_del_init(&rbio->plug_list);
804
805                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
806                         atomic_inc(&next->refs);
807                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
808                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
809
810                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
811                                 async_read_rebuild(next);
812                         else if (next->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
813                                 steal_rbio(rbio, next);
814                                 async_read_rebuild(next);
815                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
816                                 steal_rbio(rbio, next);
817                                 async_rmw_stripe(next);
818                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
819                                 steal_rbio(rbio, next);
820                                 async_scrub_parity(next);
821                         }
822
823                         goto done_nolock;
824                         /*
825                          * The barrier for this waitqueue_active is not needed,
826                          * we're protected by h->lock and can't miss a wakeup.
827                          */
828                 } else if (waitqueue_active(&h->wait)) {
829                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
830                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
831                         wake_up(&h->wait);
832                         goto done_nolock;
833                 }
834         }
835 done:
836         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
837         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
838
839 done_nolock:
840         if (!keep_cache)
841                 remove_rbio_from_cache(rbio);
842 }
843
844 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
845 {
846         int i;
847
848         WARN_ON(atomic_read(&rbio->refs) < 0);
849         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->refs))
850                 return;
851
852         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
853         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
854         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
855
856         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
857                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
858                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
859                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
860                 }
861         }
862
863         btrfs_put_bbio(rbio->bbio);
864         kfree(rbio);
865 }
866
867 static void free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
868 {
869         unlock_stripe(rbio);
870         __free_raid_bio(rbio);
871 }
872
873 /*
874  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
875  * bio_list and calls end_io on them
876  */
877 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, int err)
878 {
879         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
880         struct bio *next;
881
882         if (rbio->generic_bio_cnt)
883                 btrfs_bio_counter_sub(rbio->fs_info, rbio->generic_bio_cnt);
884
885         free_raid_bio(rbio);
886
887         while (cur) {
888                 next = cur->bi_next;
889                 cur->bi_next = NULL;
890                 cur->bi_error = err;
891                 bio_endio(cur);
892                 cur = next;
893         }
894 }
895
896 /*
897  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
898  * get here, we've written a full stripe
899  */
900 static void raid_write_end_io(struct bio *bio)
901 {
902         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
903         int err = bio->bi_error;
904         int max_errors;
905
906         if (err)
907                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
908
909         bio_put(bio);
910
911         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
912                 return;
913
914         err = 0;
915
916         /* OK, we have read all the stripes we need to. */
917         max_errors = (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) ?
918                      0 : rbio->bbio->max_errors;
919         if (atomic_read(&rbio->error) > max_errors)
920                 err = -EIO;
921
922         rbio_orig_end_io(rbio, err);
923 }
924
925 /*
926  * the read/modify/write code wants to use the original bio for
927  * any pages it included, and then use the rbio for everything
928  * else.  This function decides if a given index (stripe number)
929  * and page number in that stripe fall inside the original bio
930  * or the rbio.
931  *
932  * if you set bio_list_only, you'll get a NULL back for any ranges
933  * that are outside the bio_list
934  *
935  * This doesn't take any refs on anything, you get a bare page pointer
936  * and the caller must bump refs as required.
937  *
938  * You must call index_rbio_pages once before you can trust
939  * the answers from this function.
940  */
941 static struct page *page_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
942                                  int index, int pagenr, int bio_list_only)
943 {
944         int chunk_page;
945         struct page *p = NULL;
946
947         chunk_page = index * (rbio->stripe_len >> PAGE_SHIFT) + pagenr;
948
949         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
950         p = rbio->bio_pages[chunk_page];
951         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
952
953         if (p || bio_list_only)
954                 return p;
955
956         return rbio->stripe_pages[chunk_page];
957 }
958
959 /*
960  * number of pages we need for the entire stripe across all the
961  * drives
962  */
963 static unsigned long rbio_nr_pages(unsigned long stripe_len, int nr_stripes)
964 {
965         return DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE) * nr_stripes;
966 }
967
968 /*
969  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
970  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
971  */
972 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
973                                          struct btrfs_bio *bbio,
974                                          u64 stripe_len)
975 {
976         struct btrfs_raid_bio *rbio;
977         int nr_data = 0;
978         int real_stripes = bbio->num_stripes - bbio->num_tgtdevs;
979         int num_pages = rbio_nr_pages(stripe_len, real_stripes);
980         int stripe_npages = DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE);
981         void *p;
982
983         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio) + num_pages * sizeof(struct page *) * 2 +
984                        DIV_ROUND_UP(stripe_npages, BITS_PER_LONG) *
985                        sizeof(long), GFP_NOFS);
986         if (!rbio)
987                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
988
989         bio_list_init(&rbio->bio_list);
990         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
991         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
992         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
993         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
994         rbio->bbio = bbio;
995         rbio->fs_info = fs_info;
996         rbio->stripe_len = stripe_len;
997         rbio->nr_pages = num_pages;
998         rbio->real_stripes = real_stripes;
999         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
1000         rbio->faila = -1;
1001         rbio->failb = -1;
1002         atomic_set(&rbio->refs, 1);
1003         atomic_set(&rbio->error, 0);
1004         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
1005
1006         /*
1007          * the stripe_pages and bio_pages array point to the extra
1008          * memory we allocated past the end of the rbio
1009          */
1010         p = rbio + 1;
1011         rbio->stripe_pages = p;
1012         rbio->bio_pages = p + sizeof(struct page *) * num_pages;
1013         rbio->dbitmap = p + sizeof(struct page *) * num_pages * 2;
1014
1015         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
1016                 nr_data = real_stripes - 1;
1017         else if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
1018                 nr_data = real_stripes - 2;
1019         else
1020                 BUG();
1021
1022         rbio->nr_data = nr_data;
1023         return rbio;
1024 }
1025
1026 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1027 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1028 {
1029         int i;
1030         struct page *page;
1031
1032         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
1033                 if (rbio->stripe_pages[i])
1034                         continue;
1035                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1036                 if (!page)
1037                         return -ENOMEM;
1038                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1039         }
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 /* only allocate pages for p/q stripes */
1044 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1045 {
1046         int i;
1047         struct page *page;
1048
1049         i = rbio_stripe_page_index(rbio, rbio->nr_data, 0);
1050
1051         for (; i < rbio->nr_pages; i++) {
1052                 if (rbio->stripe_pages[i])
1053                         continue;
1054                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1055                 if (!page)
1056                         return -ENOMEM;
1057                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1058         }
1059         return 0;
1060 }
1061
1062 /*
1063  * add a single page from a specific stripe into our list of bios for IO
1064  * this will try to merge into existing bios if possible, and returns
1065  * zero if all went well.
1066  */
1067 static int rbio_add_io_page(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1068                             struct bio_list *bio_list,
1069                             struct page *page,
1070                             int stripe_nr,
1071                             unsigned long page_index,
1072                             unsigned long bio_max_len)
1073 {
1074         struct bio *last = bio_list->tail;
1075         u64 last_end = 0;
1076         int ret;
1077         struct bio *bio;
1078         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1079         u64 disk_start;
1080
1081         stripe = &rbio->bbio->stripes[stripe_nr];
1082         disk_start = stripe->physical + (page_index << PAGE_SHIFT);
1083
1084         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1085         if (!stripe->dev->bdev)
1086                 return fail_rbio_index(rbio, stripe_nr);
1087
1088         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1089         if (last) {
1090                 last_end = (u64)last->bi_iter.bi_sector << 9;
1091                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1092
1093                 /*
1094                  * we can't merge these if they are from different
1095                  * devices or if they are not contiguous
1096                  */
1097                 if (last_end == disk_start && stripe->dev->bdev &&
1098                     !last->bi_error &&
1099                     last->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
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(GFP_NOFS, bio_max_len >> PAGE_SHIFT?:1);
1108         if (!bio)
1109                 return -ENOMEM;
1110
1111         bio->bi_iter.bi_size = 0;
1112         bio->bi_bdev = stripe->dev->bdev;
1113         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1114
1115         bio_add_page(bio, page, PAGE_SIZE, 0);
1116         bio_list_add(bio_list, bio);
1117         return 0;
1118 }
1119
1120 /*
1121  * while we're doing the read/modify/write cycle, we could
1122  * have errors in reading pages off the disk.  This checks
1123  * for errors and if we're not able to read the page it'll
1124  * trigger parity reconstruction.  The rmw will be finished
1125  * after we've reconstructed the failed stripes
1126  */
1127 static void validate_rbio_for_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1128 {
1129         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
1130                 BUG_ON(rbio->faila == rbio->real_stripes - 1);
1131                 __raid56_parity_recover(rbio);
1132         } else {
1133                 finish_rmw(rbio);
1134         }
1135 }
1136
1137 /*
1138  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1139  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1140  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1141  * reconstruction.
1142  *
1143  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1144  */
1145 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1146 {
1147         struct bio *bio;
1148         struct bio_vec *bvec;
1149         u64 start;
1150         unsigned long stripe_offset;
1151         unsigned long page_index;
1152         int i;
1153
1154         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1155         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list) {
1156                 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1157                 stripe_offset = start - rbio->bbio->raid_map[0];
1158                 page_index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
1159
1160                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1161                         rbio->bio_pages[page_index + i] = bvec->bv_page;
1162         }
1163         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1164 }
1165
1166 /*
1167  * this is called from one of two situations.  We either
1168  * have a full stripe from the higher layers, or we've read all
1169  * the missing bits off disk.
1170  *
1171  * This will calculate the parity and then send down any
1172  * changed blocks.
1173  */
1174 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1175 {
1176         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
1177         void *pointers[rbio->real_stripes];
1178         int nr_data = rbio->nr_data;
1179         int stripe;
1180         int pagenr;
1181         int p_stripe = -1;
1182         int q_stripe = -1;
1183         struct bio_list bio_list;
1184         struct bio *bio;
1185         int ret;
1186
1187         bio_list_init(&bio_list);
1188
1189         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
1190                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1191         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
1192                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
1193                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1194         } else {
1195                 BUG();
1196         }
1197
1198         /* at this point we either have a full stripe,
1199          * or we've read the full stripe from the drive.
1200          * recalculate the parity and write the new results.
1201          *
1202          * We're not allowed to add any new bios to the
1203          * bio list here, anyone else that wants to
1204          * change this stripe needs to do their own rmw.
1205          */
1206         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1207         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1208         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1209
1210         atomic_set(&rbio->error, 0);
1211
1212         /*
1213          * now that we've set rmw_locked, run through the
1214          * bio list one last time and map the page pointers
1215          *
1216          * We don't cache full rbios because we're assuming
1217          * the higher layers are unlikely to use this area of
1218          * the disk again soon.  If they do use it again,
1219          * hopefully they will send another full bio.
1220          */
1221         index_rbio_pages(rbio);
1222         if (!rbio_is_full(rbio))
1223                 cache_rbio_pages(rbio);
1224         else
1225                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1226
1227         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1228                 struct page *p;
1229                 /* first collect one page from each data stripe */
1230                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
1231                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1232                         pointers[stripe] = kmap(p);
1233                 }
1234
1235                 /* then add the parity stripe */
1236                 p = rbio_pstripe_page(rbio, pagenr);
1237                 SetPageUptodate(p);
1238                 pointers[stripe++] = kmap(p);
1239
1240                 if (q_stripe != -1) {
1241
1242                         /*
1243                          * raid6, add the qstripe and call the
1244                          * library function to fill in our p/q
1245                          */
1246                         p = rbio_qstripe_page(rbio, pagenr);
1247                         SetPageUptodate(p);
1248                         pointers[stripe++] = kmap(p);
1249
1250                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
1251                                                 pointers);
1252                 } else {
1253                         /* raid5 */
1254                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
1255                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1256                 }
1257
1258
1259                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
1260                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
1261         }
1262
1263         /*
1264          * time to start writing.  Make bios for everything from the
1265          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
1266          * everything else.
1267          */
1268         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1269                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1270                         struct page *page;
1271                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1272                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1273                                 if (!page)
1274                                         continue;
1275                         } else {
1276                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1277                         }
1278
1279                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
1280                                        page, stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1281                         if (ret)
1282                                 goto cleanup;
1283                 }
1284         }
1285
1286         if (likely(!bbio->num_tgtdevs))
1287                 goto write_data;
1288
1289         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1290                 if (!bbio->tgtdev_map[stripe])
1291                         continue;
1292
1293                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1294                         struct page *page;
1295                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1296                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1297                                 if (!page)
1298                                         continue;
1299                         } else {
1300                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1301                         }
1302
1303                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1304                                                rbio->bbio->tgtdev_map[stripe],
1305                                                pagenr, rbio->stripe_len);
1306                         if (ret)
1307                                 goto cleanup;
1308                 }
1309         }
1310
1311 write_data:
1312         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(&bio_list));
1313         BUG_ON(atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
1314
1315         while (1) {
1316                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1317                 if (!bio)
1318                         break;
1319
1320                 bio->bi_private = rbio;
1321                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
1322                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
1323
1324                 submit_bio(bio);
1325         }
1326         return;
1327
1328 cleanup:
1329         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1330 }
1331
1332 /*
1333  * helper to find the stripe number for a given bio.  Used to figure out which
1334  * stripe has failed.  This expects the bio to correspond to a physical disk,
1335  * so it looks up based on physical sector numbers.
1336  */
1337 static int find_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1338                            struct bio *bio)
1339 {
1340         u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector;
1341         u64 stripe_start;
1342         int i;
1343         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1344
1345         physical <<= 9;
1346
1347         for (i = 0; i < rbio->bbio->num_stripes; i++) {
1348                 stripe = &rbio->bbio->stripes[i];
1349                 stripe_start = stripe->physical;
1350                 if (physical >= stripe_start &&
1351                     physical < stripe_start + rbio->stripe_len &&
1352                     bio->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1353                         return i;
1354                 }
1355         }
1356         return -1;
1357 }
1358
1359 /*
1360  * helper to find the stripe number for a given
1361  * bio (before mapping).  Used to figure out which stripe has
1362  * failed.  This looks up based on logical block numbers.
1363  */
1364 static int find_logical_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1365                                    struct bio *bio)
1366 {
1367         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector;
1368         u64 stripe_start;
1369         int i;
1370
1371         logical <<= 9;
1372
1373         for (i = 0; i < rbio->nr_data; i++) {
1374                 stripe_start = rbio->bbio->raid_map[i];
1375                 if (logical >= stripe_start &&
1376                     logical < stripe_start + rbio->stripe_len) {
1377                         return i;
1378                 }
1379         }
1380         return -1;
1381 }
1382
1383 /*
1384  * returns -EIO if we had too many failures
1385  */
1386 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed)
1387 {
1388         unsigned long flags;
1389         int ret = 0;
1390
1391         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
1392
1393         /* we already know this stripe is bad, move on */
1394         if (rbio->faila == failed || rbio->failb == failed)
1395                 goto out;
1396
1397         if (rbio->faila == -1) {
1398                 /* first failure on this rbio */
1399                 rbio->faila = failed;
1400                 atomic_inc(&rbio->error);
1401         } else if (rbio->failb == -1) {
1402                 /* second failure on this rbio */
1403                 rbio->failb = failed;
1404                 atomic_inc(&rbio->error);
1405         } else {
1406                 ret = -EIO;
1407         }
1408 out:
1409         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
1410
1411         return ret;
1412 }
1413
1414 /*
1415  * helper to fail a stripe based on a physical disk
1416  * bio.
1417  */
1418 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1419                            struct bio *bio)
1420 {
1421         int failed = find_bio_stripe(rbio, bio);
1422
1423         if (failed < 0)
1424                 return -EIO;
1425
1426         return fail_rbio_index(rbio, failed);
1427 }
1428
1429 /*
1430  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1431  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1432  */
1433 static void set_bio_pages_uptodate(struct bio *bio)
1434 {
1435         struct bio_vec *bvec;
1436         int i;
1437
1438         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1439                 SetPageUptodate(bvec->bv_page);
1440 }
1441
1442 /*
1443  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
1444  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
1445  * stripe.
1446  *
1447  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
1448  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
1449  */
1450 static void raid_rmw_end_io(struct bio *bio)
1451 {
1452         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1453
1454         if (bio->bi_error)
1455                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1456         else
1457                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1458
1459         bio_put(bio);
1460
1461         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1462                 return;
1463
1464         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
1465                 goto cleanup;
1466
1467         /*
1468          * this will normally call finish_rmw to start our write
1469          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
1470          * from parity first
1471          */
1472         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1473         return;
1474
1475 cleanup:
1476
1477         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1478 }
1479
1480 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1481 {
1482         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper, rmw_work, NULL, NULL);
1483         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1484 }
1485
1486 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1487 {
1488         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1489                         read_rebuild_work, NULL, NULL);
1490
1491         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1492 }
1493
1494 /*
1495  * the stripe must be locked by the caller.  It will
1496  * unlock after all the writes are done
1497  */
1498 static int raid56_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1499 {
1500         int bios_to_read = 0;
1501         struct bio_list bio_list;
1502         int ret;
1503         int pagenr;
1504         int stripe;
1505         struct bio *bio;
1506
1507         bio_list_init(&bio_list);
1508
1509         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
1510         if (ret)
1511                 goto cleanup;
1512
1513         index_rbio_pages(rbio);
1514
1515         atomic_set(&rbio->error, 0);
1516         /*
1517          * build a list of bios to read all the missing parts of this
1518          * stripe
1519          */
1520         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1521                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1522                         struct page *page;
1523                         /*
1524                          * we want to find all the pages missing from
1525                          * the rbio and read them from the disk.  If
1526                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
1527                          * we don't need to read it off the stripe.
1528                          */
1529                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1530                         if (page)
1531                                 continue;
1532
1533                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1534                         /*
1535                          * the bio cache may have handed us an uptodate
1536                          * page.  If so, be happy and use it
1537                          */
1538                         if (PageUptodate(page))
1539                                 continue;
1540
1541                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1542                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1543                         if (ret)
1544                                 goto cleanup;
1545                 }
1546         }
1547
1548         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
1549         if (!bios_to_read) {
1550                 /*
1551                  * this can happen if others have merged with
1552                  * us, it means there is nothing left to read.
1553                  * But if there are missing devices it may not be
1554                  * safe to do the full stripe write yet.
1555                  */
1556                 goto finish;
1557         }
1558
1559         /*
1560          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
1561          * not to touch it after that
1562          */
1563         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
1564         while (1) {
1565                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1566                 if (!bio)
1567                         break;
1568
1569                 bio->bi_private = rbio;
1570                 bio->bi_end_io = raid_rmw_end_io;
1571                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
1572
1573                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
1574
1575                 submit_bio(bio);
1576         }
1577         /* the actual write will happen once the reads are done */
1578         return 0;
1579
1580 cleanup:
1581         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1582         return -EIO;
1583
1584 finish:
1585         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1586         return 0;
1587 }
1588
1589 /*
1590  * if the upper layers pass in a full stripe, we thank them by only allocating
1591  * enough pages to hold the parity, and sending it all down quickly.
1592  */
1593 static int full_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1594 {
1595         int ret;
1596
1597         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
1598         if (ret) {
1599                 __free_raid_bio(rbio);
1600                 return ret;
1601         }
1602
1603         ret = lock_stripe_add(rbio);
1604         if (ret == 0)
1605                 finish_rmw(rbio);
1606         return 0;
1607 }
1608
1609 /*
1610  * partial stripe writes get handed over to async helpers.
1611  * We're really hoping to merge a few more writes into this
1612  * rbio before calculating new parity
1613  */
1614 static int partial_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1615 {
1616         int ret;
1617
1618         ret = lock_stripe_add(rbio);
1619         if (ret == 0)
1620                 async_rmw_stripe(rbio);
1621         return 0;
1622 }
1623
1624 /*
1625  * sometimes while we were reading from the drive to
1626  * recalculate parity, enough new bios come into create
1627  * a full stripe.  So we do a check here to see if we can
1628  * go directly to finish_rmw
1629  */
1630 static int __raid56_parity_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1631 {
1632         /* head off into rmw land if we don't have a full stripe */
1633         if (!rbio_is_full(rbio))
1634                 return partial_stripe_write(rbio);
1635         return full_stripe_write(rbio);
1636 }
1637
1638 /*
1639  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1640  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1641  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1642  * we sort the list by logical block number and merge
1643  * everything we can into the same rbios
1644  */
1645 struct btrfs_plug_cb {
1646         struct blk_plug_cb cb;
1647         struct btrfs_fs_info *info;
1648         struct list_head rbio_list;
1649         struct btrfs_work work;
1650 };
1651
1652 /*
1653  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1654  */
1655 static int plug_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1656 {
1657         struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1658                                                  plug_list);
1659         struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1660                                                  plug_list);
1661         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1662         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1663
1664         if (a_sector < b_sector)
1665                 return -1;
1666         if (a_sector > b_sector)
1667                 return 1;
1668         return 0;
1669 }
1670
1671 static void run_plug(struct btrfs_plug_cb *plug)
1672 {
1673         struct btrfs_raid_bio *cur;
1674         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1675
1676         /*
1677          * sort our plug list then try to merge
1678          * everything we can in hopes of creating full
1679          * stripes.
1680          */
1681         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1682         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1683                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1684                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1685                 list_del_init(&cur->plug_list);
1686
1687                 if (rbio_is_full(cur)) {
1688                         /* we have a full stripe, send it down */
1689                         full_stripe_write(cur);
1690                         continue;
1691                 }
1692                 if (last) {
1693                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1694                                 merge_rbio(last, cur);
1695                                 __free_raid_bio(cur);
1696                                 continue;
1697
1698                         }
1699                         __raid56_parity_write(last);
1700                 }
1701                 last = cur;
1702         }
1703         if (last) {
1704                 __raid56_parity_write(last);
1705         }
1706         kfree(plug);
1707 }
1708
1709 /*
1710  * if the unplug comes from schedule, we have to push the
1711  * work off to a helper thread
1712  */
1713 static void unplug_work(struct btrfs_work *work)
1714 {
1715         struct btrfs_plug_cb *plug;
1716         plug = container_of(work, struct btrfs_plug_cb, work);
1717         run_plug(plug);
1718 }
1719
1720 static void btrfs_raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1721 {
1722         struct btrfs_plug_cb *plug;
1723         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1724
1725         if (from_schedule) {
1726                 btrfs_init_work(&plug->work, btrfs_rmw_helper,
1727                                 unplug_work, NULL, NULL);
1728                 btrfs_queue_work(plug->info->rmw_workers,
1729                                  &plug->work);
1730                 return;
1731         }
1732         run_plug(plug);
1733 }
1734
1735 /*
1736  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1737  */
1738 int raid56_parity_write(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
1739                         struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
1740 {
1741         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1742         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1743         struct blk_plug_cb *cb;
1744         int ret;
1745
1746         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
1747         if (IS_ERR(rbio)) {
1748                 btrfs_put_bbio(bbio);
1749                 return PTR_ERR(rbio);
1750         }
1751         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
1752         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
1753         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1754
1755         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
1756         rbio->generic_bio_cnt = 1;
1757
1758         /*
1759          * don't plug on full rbios, just get them out the door
1760          * as quickly as we can
1761          */
1762         if (rbio_is_full(rbio)) {
1763                 ret = full_stripe_write(rbio);
1764                 if (ret)
1765                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1766                 return ret;
1767         }
1768
1769         cb = blk_check_plugged(btrfs_raid_unplug, fs_info, sizeof(*plug));
1770         if (cb) {
1771                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1772                 if (!plug->info) {
1773                         plug->info = fs_info;
1774                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1775                 }
1776                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1777                 ret = 0;
1778         } else {
1779                 ret = __raid56_parity_write(rbio);
1780                 if (ret)
1781                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1782         }
1783         return ret;
1784 }
1785
1786 /*
1787  * all parity reconstruction happens here.  We've read in everything
1788  * we can find from the drives and this does the heavy lifting of
1789  * sorting the good from the bad.
1790  */
1791 static void __raid_recover_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1792 {
1793         int pagenr, stripe;
1794         void **pointers;
1795         int faila = -1, failb = -1;
1796         struct page *page;
1797         int err;
1798         int i;
1799
1800         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1801         if (!pointers) {
1802                 err = -ENOMEM;
1803                 goto cleanup_io;
1804         }
1805
1806         faila = rbio->faila;
1807         failb = rbio->failb;
1808
1809         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1810             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1811                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1812                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1813                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1814         }
1815
1816         index_rbio_pages(rbio);
1817
1818         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1819                 /*
1820                  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1821                  * which we have data when doing parity scrub.
1822                  */
1823                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1824                     !test_bit(pagenr, rbio->dbitmap))
1825                         continue;
1826
1827                 /* setup our array of pointers with pages
1828                  * from each stripe
1829                  */
1830                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1831                         /*
1832                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1833                          * pages from the bio list
1834                          */
1835                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1836                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1837                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1838                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1839                         } else {
1840                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1841                         }
1842                         pointers[stripe] = kmap(page);
1843                 }
1844
1845                 /* all raid6 handling here */
1846                 if (rbio->bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1847                         /*
1848                          * single failure, rebuild from parity raid5
1849                          * style
1850                          */
1851                         if (failb < 0) {
1852                                 if (faila == rbio->nr_data) {
1853                                         /*
1854                                          * Just the P stripe has failed, without
1855                                          * a bad data or Q stripe.
1856                                          * TODO, we should redo the xor here.
1857                                          */
1858                                         err = -EIO;
1859                                         goto cleanup;
1860                                 }
1861                                 /*
1862                                  * a single failure in raid6 is rebuilt
1863                                  * in the pstripe code below
1864                                  */
1865                                 goto pstripe;
1866                         }
1867
1868                         /* make sure our ps and qs are in order */
1869                         if (faila > failb) {
1870                                 int tmp = failb;
1871                                 failb = faila;
1872                                 faila = tmp;
1873                         }
1874
1875                         /* if the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction
1876                          * from the xors.
1877                          * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1878                          * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1879                          * data they want
1880                          */
1881                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1882                                 if (rbio->bbio->raid_map[faila] ==
1883                                     RAID5_P_STRIPE) {
1884                                         err = -EIO;
1885                                         goto cleanup;
1886                                 }
1887                                 /*
1888                                  * otherwise we have one bad data stripe and
1889                                  * a good P stripe.  raid5!
1890                                  */
1891                                 goto pstripe;
1892                         }
1893
1894                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1895                                 raid6_datap_recov(rbio->real_stripes,
1896                                                   PAGE_SIZE, faila, pointers);
1897                         } else {
1898                                 raid6_2data_recov(rbio->real_stripes,
1899                                                   PAGE_SIZE, faila, failb,
1900                                                   pointers);
1901                         }
1902                 } else {
1903                         void *p;
1904
1905                         /* rebuild from P stripe here (raid5 or raid6) */
1906                         BUG_ON(failb != -1);
1907 pstripe:
1908                         /* Copy parity block into failed block to start with */
1909                         memcpy(pointers[faila],
1910                                pointers[rbio->nr_data],
1911                                PAGE_SIZE);
1912
1913                         /* rearrange the pointer array */
1914                         p = pointers[faila];
1915                         for (stripe = faila; stripe < rbio->nr_data - 1; stripe++)
1916                                 pointers[stripe] = pointers[stripe + 1];
1917                         pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1918
1919                         /* xor in the rest */
1920                         run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1921                 }
1922                 /* if we're doing this rebuild as part of an rmw, go through
1923                  * and set all of our private rbio pages in the
1924                  * failed stripes as uptodate.  This way finish_rmw will
1925                  * know they can be trusted.  If this was a read reconstruction,
1926                  * other endio functions will fiddle the uptodate bits
1927                  */
1928                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
1929                         for (i = 0;  i < rbio->stripe_npages; i++) {
1930                                 if (faila != -1) {
1931                                         page = rbio_stripe_page(rbio, faila, i);
1932                                         SetPageUptodate(page);
1933                                 }
1934                                 if (failb != -1) {
1935                                         page = rbio_stripe_page(rbio, failb, i);
1936                                         SetPageUptodate(page);
1937                                 }
1938                         }
1939                 }
1940                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1941                         /*
1942                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1943                          * pages from the bio list
1944                          */
1945                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1946                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1947                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1948                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1949                         } else {
1950                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1951                         }
1952                         kunmap(page);
1953                 }
1954         }
1955
1956         err = 0;
1957 cleanup:
1958         kfree(pointers);
1959
1960 cleanup_io:
1961         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
1962                 if (err == 0)
1963                         cache_rbio_pages(rbio);
1964                 else
1965                         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1966
1967                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1968         } else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1969                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1970         } else if (err == 0) {
1971                 rbio->faila = -1;
1972                 rbio->failb = -1;
1973
1974                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE)
1975                         finish_rmw(rbio);
1976                 else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
1977                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
1978                 else
1979                         BUG();
1980         } else {
1981                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1982         }
1983 }
1984
1985 /*
1986  * This is called only for stripes we've read from disk to
1987  * reconstruct the parity.
1988  */
1989 static void raid_recover_end_io(struct bio *bio)
1990 {
1991         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1992
1993         /*
1994          * we only read stripe pages off the disk, set them
1995          * up to date if there were no errors
1996          */
1997         if (bio->bi_error)
1998                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1999         else
2000                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2001         bio_put(bio);
2002
2003         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2004                 return;
2005
2006         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2007                 rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2008         else
2009                 __raid_recover_end_io(rbio);
2010 }
2011
2012 /*
2013  * reads everything we need off the disk to reconstruct
2014  * the parity. endio handlers trigger final reconstruction
2015  * when the IO is done.
2016  *
2017  * This is used both for reads from the higher layers and for
2018  * parity construction required to finish a rmw cycle.
2019  */
2020 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2021 {
2022         int bios_to_read = 0;
2023         struct bio_list bio_list;
2024         int ret;
2025         int pagenr;
2026         int stripe;
2027         struct bio *bio;
2028
2029         bio_list_init(&bio_list);
2030
2031         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2032         if (ret)
2033                 goto cleanup;
2034
2035         atomic_set(&rbio->error, 0);
2036
2037         /*
2038          * read everything that hasn't failed.  Thanks to the
2039          * stripe cache, it is possible that some or all of these
2040          * pages are going to be uptodate.
2041          */
2042         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2043                 if (rbio->faila == stripe || rbio->failb == stripe) {
2044                         atomic_inc(&rbio->error);
2045                         continue;
2046                 }
2047
2048                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
2049                         struct page *p;
2050
2051                         /*
2052                          * the rmw code may have already read this
2053                          * page in
2054                          */
2055                         p = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2056                         if (PageUptodate(p))
2057                                 continue;
2058
2059                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2060                                        rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr),
2061                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2062                         if (ret < 0)
2063                                 goto cleanup;
2064                 }
2065         }
2066
2067         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2068         if (!bios_to_read) {
2069                 /*
2070                  * we might have no bios to read just because the pages
2071                  * were up to date, or we might have no bios to read because
2072                  * the devices were gone.
2073                  */
2074                 if (atomic_read(&rbio->error) <= rbio->bbio->max_errors) {
2075                         __raid_recover_end_io(rbio);
2076                         goto out;
2077                 } else {
2078                         goto cleanup;
2079                 }
2080         }
2081
2082         /*
2083          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2084          * not to touch it after that
2085          */
2086         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2087         while (1) {
2088                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2089                 if (!bio)
2090                         break;
2091
2092                 bio->bi_private = rbio;
2093                 bio->bi_end_io = raid_recover_end_io;
2094                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2095
2096                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2097
2098                 submit_bio(bio);
2099         }
2100 out:
2101         return 0;
2102
2103 cleanup:
2104         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
2105             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
2106                 rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2107         return -EIO;
2108 }
2109
2110 /*
2111  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2112  * is really only called when the normal read path had a failure,
2113  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2114  * of the drive.
2115  */
2116 int raid56_parity_recover(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2117                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2118                           int mirror_num, int generic_io)
2119 {
2120         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2121         int ret;
2122
2123         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2124         if (IS_ERR(rbio)) {
2125                 if (generic_io)
2126                         btrfs_put_bbio(bbio);
2127                 return PTR_ERR(rbio);
2128         }
2129
2130         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2131         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2132         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
2133
2134         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2135         if (rbio->faila == -1) {
2136                 btrfs_warn(fs_info,
2137         "%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)",
2138                            __func__, (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9,
2139                            (u64)bio->bi_iter.bi_size, bbio->map_type);
2140                 if (generic_io)
2141                         btrfs_put_bbio(bbio);
2142                 kfree(rbio);
2143                 return -EIO;
2144         }
2145
2146         if (generic_io) {
2147                 btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
2148                 rbio->generic_bio_cnt = 1;
2149         } else {
2150                 btrfs_get_bbio(bbio);
2151         }
2152
2153         /*
2154          * reconstruct from the q stripe if they are
2155          * asking for mirror 3
2156          */
2157         if (mirror_num == 3)
2158                 rbio->failb = rbio->real_stripes - 2;
2159
2160         ret = lock_stripe_add(rbio);
2161
2162         /*
2163          * __raid56_parity_recover will end the bio with
2164          * any errors it hits.  We don't want to return
2165          * its error value up the stack because our caller
2166          * will end up calling bio_endio with any nonzero
2167          * return
2168          */
2169         if (ret == 0)
2170                 __raid56_parity_recover(rbio);
2171         /*
2172          * our rbio has been added to the list of
2173          * rbios that will be handled after the
2174          * currently lock owner is done
2175          */
2176         return 0;
2177
2178 }
2179
2180 static void rmw_work(struct btrfs_work *work)
2181 {
2182         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2183
2184         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2185         raid56_rmw_stripe(rbio);
2186 }
2187
2188 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work)
2189 {
2190         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2191
2192         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2193         __raid56_parity_recover(rbio);
2194 }
2195
2196 /*
2197  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2198  *
2199  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2200  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2201  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2202  */
2203
2204 struct btrfs_raid_bio *
2205 raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2206                                struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2207                                struct btrfs_device *scrub_dev,
2208                                unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2209 {
2210         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2211         int i;
2212
2213         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2214         if (IS_ERR(rbio))
2215                 return NULL;
2216         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2217         /*
2218          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2219          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2220          */
2221         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2222         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2223
2224         for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2225                 if (bbio->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2226                         rbio->scrubp = i;
2227                         break;
2228                 }
2229         }
2230
2231         /* Now we just support the sectorsize equals to page size */
2232         ASSERT(fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE);
2233         ASSERT(rbio->stripe_npages == stripe_nsectors);
2234         bitmap_copy(rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2235
2236         return rbio;
2237 }
2238
2239 /* Used for both parity scrub and missing. */
2240 void raid56_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct page *page,
2241                             u64 logical)
2242 {
2243         int stripe_offset;
2244         int index;
2245
2246         ASSERT(logical >= rbio->bbio->raid_map[0]);
2247         ASSERT(logical + PAGE_SIZE <= rbio->bbio->raid_map[0] +
2248                                 rbio->stripe_len * rbio->nr_data);
2249         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bbio->raid_map[0]);
2250         index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
2251         rbio->bio_pages[index] = page;
2252 }
2253
2254 /*
2255  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2256  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2257  */
2258 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2259 {
2260         int i;
2261         int bit;
2262         int index;
2263         struct page *page;
2264
2265         for_each_set_bit(bit, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2266                 for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2267                         index = i * rbio->stripe_npages + bit;
2268                         if (rbio->stripe_pages[index])
2269                                 continue;
2270
2271                         page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2272                         if (!page)
2273                                 return -ENOMEM;
2274                         rbio->stripe_pages[index] = page;
2275                 }
2276         }
2277         return 0;
2278 }
2279
2280 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2281                                          int need_check)
2282 {
2283         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
2284         void *pointers[rbio->real_stripes];
2285         DECLARE_BITMAP(pbitmap, rbio->stripe_npages);
2286         int nr_data = rbio->nr_data;
2287         int stripe;
2288         int pagenr;
2289         int p_stripe = -1;
2290         int q_stripe = -1;
2291         struct page *p_page = NULL;
2292         struct page *q_page = NULL;
2293         struct bio_list bio_list;
2294         struct bio *bio;
2295         int is_replace = 0;
2296         int ret;
2297
2298         bio_list_init(&bio_list);
2299
2300         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
2301                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2302         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
2303                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
2304                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2305         } else {
2306                 BUG();
2307         }
2308
2309         if (bbio->num_tgtdevs && bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp]) {
2310                 is_replace = 1;
2311                 bitmap_copy(pbitmap, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages);
2312         }
2313
2314         /*
2315          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2316          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2317          * it.
2318          */
2319         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2320
2321         if (!need_check)
2322                 goto writeback;
2323
2324         p_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2325         if (!p_page)
2326                 goto cleanup;
2327         SetPageUptodate(p_page);
2328
2329         if (q_stripe != -1) {
2330                 q_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2331                 if (!q_page) {
2332                         __free_page(p_page);
2333                         goto cleanup;
2334                 }
2335                 SetPageUptodate(q_page);
2336         }
2337
2338         atomic_set(&rbio->error, 0);
2339
2340         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2341                 struct page *p;
2342                 void *parity;
2343                 /* first collect one page from each data stripe */
2344                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2345                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
2346                         pointers[stripe] = kmap(p);
2347                 }
2348
2349                 /* then add the parity stripe */
2350                 pointers[stripe++] = kmap(p_page);
2351
2352                 if (q_stripe != -1) {
2353
2354                         /*
2355                          * raid6, add the qstripe and call the
2356                          * library function to fill in our p/q
2357                          */
2358                         pointers[stripe++] = kmap(q_page);
2359
2360                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
2361                                                 pointers);
2362                 } else {
2363                         /* raid5 */
2364                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
2365                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
2366                 }
2367
2368                 /* Check scrubbing parity and repair it */
2369                 p = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2370                 parity = kmap(p);
2371                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE))
2372                         memcpy(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE);
2373                 else
2374                         /* Parity is right, needn't writeback */
2375                         bitmap_clear(rbio->dbitmap, pagenr, 1);
2376                 kunmap(p);
2377
2378                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
2379                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
2380         }
2381
2382         __free_page(p_page);
2383         if (q_page)
2384                 __free_page(q_page);
2385
2386 writeback:
2387         /*
2388          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2389          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2390          * everything else.
2391          */
2392         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2393                 struct page *page;
2394
2395                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2396                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2397                                page, rbio->scrubp, pagenr, rbio->stripe_len);
2398                 if (ret)
2399                         goto cleanup;
2400         }
2401
2402         if (!is_replace)
2403                 goto submit_write;
2404
2405         for_each_set_bit(pagenr, pbitmap, rbio->stripe_npages) {
2406                 struct page *page;
2407
2408                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2409                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2410                                        bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2411                                        pagenr, rbio->stripe_len);
2412                 if (ret)
2413                         goto cleanup;
2414         }
2415
2416 submit_write:
2417         nr_data = bio_list_size(&bio_list);
2418         if (!nr_data) {
2419                 /* Every parity is right */
2420                 rbio_orig_end_io(rbio, 0);
2421                 return;
2422         }
2423
2424         atomic_set(&rbio->stripes_pending, nr_data);
2425
2426         while (1) {
2427                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2428                 if (!bio)
2429                         break;
2430
2431                 bio->bi_private = rbio;
2432                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
2433                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
2434
2435                 submit_bio(bio);
2436         }
2437         return;
2438
2439 cleanup:
2440         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2441 }
2442
2443 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2444 {
2445         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2446                 return 1;
2447         return 0;
2448 }
2449
2450 /*
2451  * While we're doing the parity check and repair, we could have errors
2452  * in reading pages off the disk.  This checks for errors and if we're
2453  * not able to read the page it'll trigger parity reconstruction.  The
2454  * parity scrub will be finished after we've reconstructed the failed
2455  * stripes
2456  */
2457 static void validate_rbio_for_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2458 {
2459         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2460                 goto cleanup;
2461
2462         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
2463                 int dfail = 0, failp = -1;
2464
2465                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->faila))
2466                         dfail++;
2467                 else if (is_parity_stripe(rbio->faila))
2468                         failp = rbio->faila;
2469
2470                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->failb))
2471                         dfail++;
2472                 else if (is_parity_stripe(rbio->failb))
2473                         failp = rbio->failb;
2474
2475                 /*
2476                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair
2477                  * the data, so the capability of the repair is declined.
2478                  * (In the case of RAID5, we can not repair anything)
2479                  */
2480                 if (dfail > rbio->bbio->max_errors - 1)
2481                         goto cleanup;
2482
2483                 /*
2484                  * If all data is good, only parity is correctly, just
2485                  * repair the parity.
2486                  */
2487                 if (dfail == 0) {
2488                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2489                         return;
2490                 }
2491
2492                 /*
2493                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2494                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity
2495                  * is scrubbing parity, luckily, use the other one to repair
2496                  * the data, or we can not repair the data stripe.
2497                  */
2498                 if (failp != rbio->scrubp)
2499                         goto cleanup;
2500
2501                 __raid_recover_end_io(rbio);
2502         } else {
2503                 finish_parity_scrub(rbio, 1);
2504         }
2505         return;
2506
2507 cleanup:
2508         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2509 }
2510
2511 /*
2512  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
2513  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
2514  * stripe.
2515  *
2516  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
2517  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
2518  */
2519 static void raid56_parity_scrub_end_io(struct bio *bio)
2520 {
2521         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2522
2523         if (bio->bi_error)
2524                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2525         else
2526                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2527
2528         bio_put(bio);
2529
2530         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2531                 return;
2532
2533         /*
2534          * this will normally call finish_rmw to start our write
2535          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
2536          * from parity first
2537          */
2538         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2539 }
2540
2541 static void raid56_parity_scrub_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2542 {
2543         int bios_to_read = 0;
2544         struct bio_list bio_list;
2545         int ret;
2546         int pagenr;
2547         int stripe;
2548         struct bio *bio;
2549
2550         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2551         if (ret)
2552                 goto cleanup;
2553
2554         bio_list_init(&bio_list);
2555
2556         atomic_set(&rbio->error, 0);
2557         /*
2558          * build a list of bios to read all the missing parts of this
2559          * stripe
2560          */
2561         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2562                 for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2563                         struct page *page;
2564                         /*
2565                          * we want to find all the pages missing from
2566                          * the rbio and read them from the disk.  If
2567                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
2568                          * we don't need to read it off the stripe.
2569                          */
2570                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
2571                         if (page)
2572                                 continue;
2573
2574                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2575                         /*
2576                          * the bio cache may have handed us an uptodate
2577                          * page.  If so, be happy and use it
2578                          */
2579                         if (PageUptodate(page))
2580                                 continue;
2581
2582                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2583                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2584                         if (ret)
2585                                 goto cleanup;
2586                 }
2587         }
2588
2589         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2590         if (!bios_to_read) {
2591                 /*
2592                  * this can happen if others have merged with
2593                  * us, it means there is nothing left to read.
2594                  * But if there are missing devices it may not be
2595                  * safe to do the full stripe write yet.
2596                  */
2597                 goto finish;
2598         }
2599
2600         /*
2601          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2602          * not to touch it after that
2603          */
2604         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2605         while (1) {
2606                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2607                 if (!bio)
2608                         break;
2609
2610                 bio->bi_private = rbio;
2611                 bio->bi_end_io = raid56_parity_scrub_end_io;
2612                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2613
2614                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2615
2616                 submit_bio(bio);
2617         }
2618         /* the actual write will happen once the reads are done */
2619         return;
2620
2621 cleanup:
2622         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2623         return;
2624
2625 finish:
2626         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2627 }
2628
2629 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work)
2630 {
2631         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2632
2633         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2634         raid56_parity_scrub_stripe(rbio);
2635 }
2636
2637 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2638 {
2639         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2640                         scrub_parity_work, NULL, NULL);
2641
2642         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2643 }
2644
2645 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2646 {
2647         if (!lock_stripe_add(rbio))
2648                 async_scrub_parity(rbio);
2649 }
2650
2651 /* The following code is used for dev replace of a missing RAID 5/6 device. */
2652
2653 struct btrfs_raid_bio *
2654 raid56_alloc_missing_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2655                           struct btrfs_bio *bbio, u64 length)
2656 {
2657         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2658
2659         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, length);
2660         if (IS_ERR(rbio))
2661                 return NULL;
2662
2663         rbio->operation = BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING;
2664         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2665         /*
2666          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2667          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2668          */
2669         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2670
2671         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2672         if (rbio->faila == -1) {
2673                 BUG();
2674                 kfree(rbio);
2675                 return NULL;
2676         }
2677
2678         return rbio;
2679 }
2680
2681 static void missing_raid56_work(struct btrfs_work *work)
2682 {
2683         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2684
2685         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2686         __raid56_parity_recover(rbio);
2687 }
2688
2689 static void async_missing_raid56(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2690 {
2691         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2692                         missing_raid56_work, NULL, NULL);
2693
2694         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2695 }
2696
2697 void raid56_submit_missing_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2698 {
2699         if (!lock_stripe_add(rbio))
2700                 async_missing_raid56(rbio);
2701 }