]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - fs/btrfs/raid56.c
Merge branch 'for-4.8/core' of git://git.kernel.dk/linux-block
[karo-tx-linux.git] / fs / btrfs / raid56.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2012 Fusion-io  All rights reserved.
3  * Copyright (C) 2012 Intel Corp. All rights reserved.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU General Public
7  * License v2 as published by the Free Software Foundation.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public
15  * License along with this program; if not, write to the
16  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
17  * Boston, MA 021110-1307, USA.
18  */
19 #include <linux/sched.h>
20 #include <linux/wait.h>
21 #include <linux/bio.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/buffer_head.h>
24 #include <linux/blkdev.h>
25 #include <linux/random.h>
26 #include <linux/iocontext.h>
27 #include <linux/capability.h>
28 #include <linux/ratelimit.h>
29 #include <linux/kthread.h>
30 #include <linux/raid/pq.h>
31 #include <linux/hash.h>
32 #include <linux/list_sort.h>
33 #include <linux/raid/xor.h>
34 #include <linux/vmalloc.h>
35 #include <asm/div64.h>
36 #include "ctree.h"
37 #include "extent_map.h"
38 #include "disk-io.h"
39 #include "transaction.h"
40 #include "print-tree.h"
41 #include "volumes.h"
42 #include "raid56.h"
43 #include "async-thread.h"
44 #include "check-integrity.h"
45 #include "rcu-string.h"
46
47 /* set when additional merges to this rbio are not allowed */
48 #define RBIO_RMW_LOCKED_BIT     1
49
50 /*
51  * set when this rbio is sitting in the hash, but it is just a cache
52  * of past RMW
53  */
54 #define RBIO_CACHE_BIT          2
55
56 /*
57  * set when it is safe to trust the stripe_pages for caching
58  */
59 #define RBIO_CACHE_READY_BIT    3
60
61 #define RBIO_CACHE_SIZE 1024
62
63 enum btrfs_rbio_ops {
64         BTRFS_RBIO_WRITE,
65         BTRFS_RBIO_READ_REBUILD,
66         BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB,
67         BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING,
68 };
69
70 struct btrfs_raid_bio {
71         struct btrfs_fs_info *fs_info;
72         struct btrfs_bio *bbio;
73
74         /* while we're doing rmw on a stripe
75          * we put it into a hash table so we can
76          * lock the stripe and merge more rbios
77          * into it.
78          */
79         struct list_head hash_list;
80
81         /*
82          * LRU list for the stripe cache
83          */
84         struct list_head stripe_cache;
85
86         /*
87          * for scheduling work in the helper threads
88          */
89         struct btrfs_work work;
90
91         /*
92          * bio list and bio_list_lock are used
93          * to add more bios into the stripe
94          * in hopes of avoiding the full rmw
95          */
96         struct bio_list bio_list;
97         spinlock_t bio_list_lock;
98
99         /* also protected by the bio_list_lock, the
100          * plug list is used by the plugging code
101          * to collect partial bios while plugged.  The
102          * stripe locking code also uses it to hand off
103          * the stripe lock to the next pending IO
104          */
105         struct list_head plug_list;
106
107         /*
108          * flags that tell us if it is safe to
109          * merge with this bio
110          */
111         unsigned long flags;
112
113         /* size of each individual stripe on disk */
114         int stripe_len;
115
116         /* number of data stripes (no p/q) */
117         int nr_data;
118
119         int real_stripes;
120
121         int stripe_npages;
122         /*
123          * set if we're doing a parity rebuild
124          * for a read from higher up, which is handled
125          * differently from a parity rebuild as part of
126          * rmw
127          */
128         enum btrfs_rbio_ops operation;
129
130         /* first bad stripe */
131         int faila;
132
133         /* second bad stripe (for raid6 use) */
134         int failb;
135
136         int scrubp;
137         /*
138          * number of pages needed to represent the full
139          * stripe
140          */
141         int nr_pages;
142
143         /*
144          * size of all the bios in the bio_list.  This
145          * helps us decide if the rbio maps to a full
146          * stripe or not
147          */
148         int bio_list_bytes;
149
150         int generic_bio_cnt;
151
152         atomic_t refs;
153
154         atomic_t stripes_pending;
155
156         atomic_t error;
157         /*
158          * these are two arrays of pointers.  We allocate the
159          * rbio big enough to hold them both and setup their
160          * locations when the rbio is allocated
161          */
162
163         /* pointers to pages that we allocated for
164          * reading/writing stripes directly from the disk (including P/Q)
165          */
166         struct page **stripe_pages;
167
168         /*
169          * pointers to the pages in the bio_list.  Stored
170          * here for faster lookup
171          */
172         struct page **bio_pages;
173
174         /*
175          * bitmap to record which horizontal stripe has data
176          */
177         unsigned long *dbitmap;
178 };
179
180 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio);
181 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio);
182 static void rmw_work(struct btrfs_work *work);
183 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work);
184 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio);
185 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio);
186 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio);
187 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed);
188 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio);
189 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
190 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
191
192 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
193                                          int need_check);
194 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio);
195
196 /*
197  * the stripe hash table is used for locking, and to collect
198  * bios in hopes of making a full stripe
199  */
200 int btrfs_alloc_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
201 {
202         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
203         struct btrfs_stripe_hash_table *x;
204         struct btrfs_stripe_hash *cur;
205         struct btrfs_stripe_hash *h;
206         int num_entries = 1 << BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS;
207         int i;
208         int table_size;
209
210         if (info->stripe_hash_table)
211                 return 0;
212
213         /*
214          * The table is large, starting with order 4 and can go as high as
215          * order 7 in case lock debugging is turned on.
216          *
217          * Try harder to allocate and fallback to vmalloc to lower the chance
218          * of a failing mount.
219          */
220         table_size = sizeof(*table) + sizeof(*h) * num_entries;
221         table = kzalloc(table_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN | __GFP_REPEAT);
222         if (!table) {
223                 table = vzalloc(table_size);
224                 if (!table)
225                         return -ENOMEM;
226         }
227
228         spin_lock_init(&table->cache_lock);
229         INIT_LIST_HEAD(&table->stripe_cache);
230
231         h = table->table;
232
233         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
234                 cur = h + i;
235                 INIT_LIST_HEAD(&cur->hash_list);
236                 spin_lock_init(&cur->lock);
237                 init_waitqueue_head(&cur->wait);
238         }
239
240         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
241         if (x)
242                 kvfree(x);
243         return 0;
244 }
245
246 /*
247  * caching an rbio means to copy anything from the
248  * bio_pages array into the stripe_pages array.  We
249  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
250  * to indicate if it has valid data
251  *
252  * once the caching is done, we set the cache ready
253  * bit.
254  */
255 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
256 {
257         int i;
258         char *s;
259         char *d;
260         int ret;
261
262         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
263         if (ret)
264                 return;
265
266         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
267                 if (!rbio->bio_pages[i])
268                         continue;
269
270                 s = kmap(rbio->bio_pages[i]);
271                 d = kmap(rbio->stripe_pages[i]);
272
273                 memcpy(d, s, PAGE_SIZE);
274
275                 kunmap(rbio->bio_pages[i]);
276                 kunmap(rbio->stripe_pages[i]);
277                 SetPageUptodate(rbio->stripe_pages[i]);
278         }
279         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
280 }
281
282 /*
283  * we hash on the first logical address of the stripe
284  */
285 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
286 {
287         u64 num = rbio->bbio->raid_map[0];
288
289         /*
290          * we shift down quite a bit.  We're using byte
291          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
292          * This tends to upset hash_64, and it consistently
293          * returns just one or two different values.
294          *
295          * shifting off the lower bits fixes things.
296          */
297         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
298 }
299
300 /*
301  * stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe
302  * array in the source rbio and putting them into the destination rbio
303  */
304 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
305 {
306         int i;
307         struct page *s;
308         struct page *d;
309
310         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
311                 return;
312
313         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
314                 s = src->stripe_pages[i];
315                 if (!s || !PageUptodate(s)) {
316                         continue;
317                 }
318
319                 d = dest->stripe_pages[i];
320                 if (d)
321                         __free_page(d);
322
323                 dest->stripe_pages[i] = s;
324                 src->stripe_pages[i] = NULL;
325         }
326 }
327
328 /*
329  * merging means we take the bio_list from the victim and
330  * splice it into the destination.  The victim should
331  * be discarded afterwards.
332  *
333  * must be called with dest->rbio_list_lock held
334  */
335 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
336                        struct btrfs_raid_bio *victim)
337 {
338         bio_list_merge(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
339         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
340         dest->generic_bio_cnt += victim->generic_bio_cnt;
341         bio_list_init(&victim->bio_list);
342 }
343
344 /*
345  * used to prune items that are in the cache.  The caller
346  * must hold the hash table lock.
347  */
348 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
349 {
350         int bucket = rbio_bucket(rbio);
351         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
352         struct btrfs_stripe_hash *h;
353         int freeit = 0;
354
355         /*
356          * check the bit again under the hash table lock.
357          */
358         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
359                 return;
360
361         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
362         h = table->table + bucket;
363
364         /* hold the lock for the bucket because we may be
365          * removing it from the hash table
366          */
367         spin_lock(&h->lock);
368
369         /*
370          * hold the lock for the bio list because we need
371          * to make sure the bio list is empty
372          */
373         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
374
375         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
376                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
377                 table->cache_size -= 1;
378                 freeit = 1;
379
380                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
381                  * still involved in an IO.  We take it out
382                  * of the cache list, and drop the ref that
383                  * was held for the list.
384                  *
385                  * If the bio_list was empty, we also remove
386                  * the rbio from the hash_table, and drop
387                  * the corresponding ref
388                  */
389                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
390                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
391                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
392                                 atomic_dec(&rbio->refs);
393                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
394                         }
395                 }
396         }
397
398         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
399         spin_unlock(&h->lock);
400
401         if (freeit)
402                 __free_raid_bio(rbio);
403 }
404
405 /*
406  * prune a given rbio from the cache
407  */
408 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
409 {
410         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
411         unsigned long flags;
412
413         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
414                 return;
415
416         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
417
418         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
419         __remove_rbio_from_cache(rbio);
420         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
421 }
422
423 /*
424  * remove everything in the cache
425  */
426 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
427 {
428         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
429         unsigned long flags;
430         struct btrfs_raid_bio *rbio;
431
432         table = info->stripe_hash_table;
433
434         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
435         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
436                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
437                                   struct btrfs_raid_bio,
438                                   stripe_cache);
439                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
440         }
441         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
442 }
443
444 /*
445  * remove all cached entries and free the hash table
446  * used by unmount
447  */
448 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
449 {
450         if (!info->stripe_hash_table)
451                 return;
452         btrfs_clear_rbio_cache(info);
453         kvfree(info->stripe_hash_table);
454         info->stripe_hash_table = NULL;
455 }
456
457 /*
458  * insert an rbio into the stripe cache.  It
459  * must have already been prepared by calling
460  * cache_rbio_pages
461  *
462  * If this rbio was already cached, it gets
463  * moved to the front of the lru.
464  *
465  * If the size of the rbio cache is too big, we
466  * prune an item.
467  */
468 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
469 {
470         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
471         unsigned long flags;
472
473         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
474                 return;
475
476         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
477
478         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
479         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
480
481         /* bump our ref if we were not in the list before */
482         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
483                 atomic_inc(&rbio->refs);
484
485         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
486                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
487         } else {
488                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
489                 table->cache_size += 1;
490         }
491
492         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
493
494         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
495                 struct btrfs_raid_bio *found;
496
497                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
498                                   struct btrfs_raid_bio,
499                                   stripe_cache);
500
501                 if (found != rbio)
502                         __remove_rbio_from_cache(found);
503         }
504
505         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
506 }
507
508 /*
509  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
510  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
511  * loop through.
512  */
513 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
514 {
515         int src_off = 0;
516         int xor_src_cnt = 0;
517         void *dest = pages[src_cnt];
518
519         while(src_cnt > 0) {
520                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
521                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
522
523                 src_cnt -= xor_src_cnt;
524                 src_off += xor_src_cnt;
525         }
526 }
527
528 /*
529  * returns true if the bio list inside this rbio
530  * covers an entire stripe (no rmw required).
531  * Must be called with the bio list lock held, or
532  * at a time when you know it is impossible to add
533  * new bios into the list
534  */
535 static int __rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
536 {
537         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
538         int ret = 1;
539
540         if (size != rbio->nr_data * rbio->stripe_len)
541                 ret = 0;
542
543         BUG_ON(size > rbio->nr_data * rbio->stripe_len);
544         return ret;
545 }
546
547 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
548 {
549         unsigned long flags;
550         int ret;
551
552         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
553         ret = __rbio_is_full(rbio);
554         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
555         return ret;
556 }
557
558 /*
559  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
560  * The merging is safe if the two rbios correspond to
561  * the same stripe and if they are both going in the same
562  * direction (read vs write), and if neither one is
563  * locked for final IO
564  *
565  * The caller is responsible for locking such that
566  * rmw_locked is safe to test
567  */
568 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
569                           struct btrfs_raid_bio *cur)
570 {
571         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
572             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
573                 return 0;
574
575         /*
576          * we can't merge with cached rbios, since the
577          * idea is that when we merge the destination
578          * rbio is going to run our IO for us.  We can
579          * steal from cached rbios though, other functions
580          * handle that.
581          */
582         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
583             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
584                 return 0;
585
586         if (last->bbio->raid_map[0] !=
587             cur->bbio->raid_map[0])
588                 return 0;
589
590         /* we can't merge with different operations */
591         if (last->operation != cur->operation)
592                 return 0;
593         /*
594          * We've need read the full stripe from the drive.
595          * check and repair the parity and write the new results.
596          *
597          * We're not allowed to add any new bios to the
598          * bio list here, anyone else that wants to
599          * change this stripe needs to do their own rmw.
600          */
601         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB ||
602             cur->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
603                 return 0;
604
605         if (last->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING ||
606             cur->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
607                 return 0;
608
609         return 1;
610 }
611
612 static int rbio_stripe_page_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
613                                   int index)
614 {
615         return stripe * rbio->stripe_npages + index;
616 }
617
618 /*
619  * these are just the pages from the rbio array, not from anything
620  * the FS sent down to us
621  */
622 static struct page *rbio_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
623                                      int index)
624 {
625         return rbio->stripe_pages[rbio_stripe_page_index(rbio, stripe, index)];
626 }
627
628 /*
629  * helper to index into the pstripe
630  */
631 static struct page *rbio_pstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
632 {
633         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data, index);
634 }
635
636 /*
637  * helper to index into the qstripe, returns null
638  * if there is no qstripe
639  */
640 static struct page *rbio_qstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
641 {
642         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
643                 return NULL;
644         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data + 1, index);
645 }
646
647 /*
648  * The first stripe in the table for a logical address
649  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
650  *
651  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
652  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
653  * themselves.
654  *
655  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
656  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
657  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
658  *
659  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
660  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
661  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
662  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
663  * 1 is returned
664  *
665  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
666  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
667  * already been freed.
668  */
669 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
670 {
671         int bucket = rbio_bucket(rbio);
672         struct btrfs_stripe_hash *h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
673         struct btrfs_raid_bio *cur;
674         struct btrfs_raid_bio *pending;
675         unsigned long flags;
676         DEFINE_WAIT(wait);
677         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
678         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
679         int ret = 0;
680         int walk = 0;
681
682         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
683         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
684                 walk++;
685                 if (cur->bbio->raid_map[0] == rbio->bbio->raid_map[0]) {
686                         spin_lock(&cur->bio_list_lock);
687
688                         /* can we steal this cached rbio's pages? */
689                         if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
690                             list_empty(&cur->plug_list) &&
691                             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
692                             !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
693                                 list_del_init(&cur->hash_list);
694                                 atomic_dec(&cur->refs);
695
696                                 steal_rbio(cur, rbio);
697                                 cache_drop = cur;
698                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
699
700                                 goto lockit;
701                         }
702
703                         /* can we merge into the lock owner? */
704                         if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
705                                 merge_rbio(cur, rbio);
706                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
707                                 freeit = rbio;
708                                 ret = 1;
709                                 goto out;
710                         }
711
712
713                         /*
714                          * we couldn't merge with the running
715                          * rbio, see if we can merge with the
716                          * pending ones.  We don't have to
717                          * check for rmw_locked because there
718                          * is no way they are inside finish_rmw
719                          * right now
720                          */
721                         list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list,
722                                             plug_list) {
723                                 if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
724                                         merge_rbio(pending, rbio);
725                                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
726                                         freeit = rbio;
727                                         ret = 1;
728                                         goto out;
729                                 }
730                         }
731
732                         /* no merging, put us on the tail of the plug list,
733                          * our rbio will be started with the currently
734                          * running rbio unlocks
735                          */
736                         list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
737                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
738                         ret = 1;
739                         goto out;
740                 }
741         }
742 lockit:
743         atomic_inc(&rbio->refs);
744         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
745 out:
746         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
747         if (cache_drop)
748                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
749         if (freeit)
750                 __free_raid_bio(freeit);
751         return ret;
752 }
753
754 /*
755  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
756  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
757  */
758 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
759 {
760         int bucket;
761         struct btrfs_stripe_hash *h;
762         unsigned long flags;
763         int keep_cache = 0;
764
765         bucket = rbio_bucket(rbio);
766         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
767
768         if (list_empty(&rbio->plug_list))
769                 cache_rbio(rbio);
770
771         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
772         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
773
774         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
775                 /*
776                  * if we're still cached and there is no other IO
777                  * to perform, just leave this rbio here for others
778                  * to steal from later
779                  */
780                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
781                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
782                         keep_cache = 1;
783                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
784                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
785                         goto done;
786                 }
787
788                 list_del_init(&rbio->hash_list);
789                 atomic_dec(&rbio->refs);
790
791                 /*
792                  * we use the plug list to hold all the rbios
793                  * waiting for the chance to lock this stripe.
794                  * hand the lock over to one of them.
795                  */
796                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
797                         struct btrfs_raid_bio *next;
798                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
799
800                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
801                                           plug_list);
802
803                         list_del_init(&rbio->plug_list);
804
805                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
806                         atomic_inc(&next->refs);
807                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
808                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
809
810                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
811                                 async_read_rebuild(next);
812                         else if (next->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
813                                 steal_rbio(rbio, next);
814                                 async_read_rebuild(next);
815                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
816                                 steal_rbio(rbio, next);
817                                 async_rmw_stripe(next);
818                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
819                                 steal_rbio(rbio, next);
820                                 async_scrub_parity(next);
821                         }
822
823                         goto done_nolock;
824                         /*
825                          * The barrier for this waitqueue_active is not needed,
826                          * we're protected by h->lock and can't miss a wakeup.
827                          */
828                 } else if (waitqueue_active(&h->wait)) {
829                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
830                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
831                         wake_up(&h->wait);
832                         goto done_nolock;
833                 }
834         }
835 done:
836         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
837         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
838
839 done_nolock:
840         if (!keep_cache)
841                 remove_rbio_from_cache(rbio);
842 }
843
844 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
845 {
846         int i;
847
848         WARN_ON(atomic_read(&rbio->refs) < 0);
849         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->refs))
850                 return;
851
852         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
853         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
854         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
855
856         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
857                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
858                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
859                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
860                 }
861         }
862
863         btrfs_put_bbio(rbio->bbio);
864         kfree(rbio);
865 }
866
867 static void free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
868 {
869         unlock_stripe(rbio);
870         __free_raid_bio(rbio);
871 }
872
873 /*
874  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
875  * bio_list and calls end_io on them
876  */
877 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, int err)
878 {
879         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
880         struct bio *next;
881
882         if (rbio->generic_bio_cnt)
883                 btrfs_bio_counter_sub(rbio->fs_info, rbio->generic_bio_cnt);
884
885         free_raid_bio(rbio);
886
887         while (cur) {
888                 next = cur->bi_next;
889                 cur->bi_next = NULL;
890                 cur->bi_error = err;
891                 bio_endio(cur);
892                 cur = next;
893         }
894 }
895
896 /*
897  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
898  * get here, we've written a full stripe
899  */
900 static void raid_write_end_io(struct bio *bio)
901 {
902         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
903         int err = bio->bi_error;
904         int max_errors;
905
906         if (err)
907                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
908
909         bio_put(bio);
910
911         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
912                 return;
913
914         err = 0;
915
916         /* OK, we have read all the stripes we need to. */
917         max_errors = (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) ?
918                      0 : rbio->bbio->max_errors;
919         if (atomic_read(&rbio->error) > max_errors)
920                 err = -EIO;
921
922         rbio_orig_end_io(rbio, err);
923 }
924
925 /*
926  * the read/modify/write code wants to use the original bio for
927  * any pages it included, and then use the rbio for everything
928  * else.  This function decides if a given index (stripe number)
929  * and page number in that stripe fall inside the original bio
930  * or the rbio.
931  *
932  * if you set bio_list_only, you'll get a NULL back for any ranges
933  * that are outside the bio_list
934  *
935  * This doesn't take any refs on anything, you get a bare page pointer
936  * and the caller must bump refs as required.
937  *
938  * You must call index_rbio_pages once before you can trust
939  * the answers from this function.
940  */
941 static struct page *page_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
942                                  int index, int pagenr, int bio_list_only)
943 {
944         int chunk_page;
945         struct page *p = NULL;
946
947         chunk_page = index * (rbio->stripe_len >> PAGE_SHIFT) + pagenr;
948
949         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
950         p = rbio->bio_pages[chunk_page];
951         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
952
953         if (p || bio_list_only)
954                 return p;
955
956         return rbio->stripe_pages[chunk_page];
957 }
958
959 /*
960  * number of pages we need for the entire stripe across all the
961  * drives
962  */
963 static unsigned long rbio_nr_pages(unsigned long stripe_len, int nr_stripes)
964 {
965         return DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE) * nr_stripes;
966 }
967
968 /*
969  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
970  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
971  */
972 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_root *root,
973                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
974 {
975         struct btrfs_raid_bio *rbio;
976         int nr_data = 0;
977         int real_stripes = bbio->num_stripes - bbio->num_tgtdevs;
978         int num_pages = rbio_nr_pages(stripe_len, real_stripes);
979         int stripe_npages = DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE);
980         void *p;
981
982         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio) + num_pages * sizeof(struct page *) * 2 +
983                        DIV_ROUND_UP(stripe_npages, BITS_PER_LONG) *
984                        sizeof(long), GFP_NOFS);
985         if (!rbio)
986                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
987
988         bio_list_init(&rbio->bio_list);
989         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
990         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
991         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
992         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
993         rbio->bbio = bbio;
994         rbio->fs_info = root->fs_info;
995         rbio->stripe_len = stripe_len;
996         rbio->nr_pages = num_pages;
997         rbio->real_stripes = real_stripes;
998         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
999         rbio->faila = -1;
1000         rbio->failb = -1;
1001         atomic_set(&rbio->refs, 1);
1002         atomic_set(&rbio->error, 0);
1003         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
1004
1005         /*
1006          * the stripe_pages and bio_pages array point to the extra
1007          * memory we allocated past the end of the rbio
1008          */
1009         p = rbio + 1;
1010         rbio->stripe_pages = p;
1011         rbio->bio_pages = p + sizeof(struct page *) * num_pages;
1012         rbio->dbitmap = p + sizeof(struct page *) * num_pages * 2;
1013
1014         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
1015                 nr_data = real_stripes - 1;
1016         else if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
1017                 nr_data = real_stripes - 2;
1018         else
1019                 BUG();
1020
1021         rbio->nr_data = nr_data;
1022         return rbio;
1023 }
1024
1025 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1026 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1027 {
1028         int i;
1029         struct page *page;
1030
1031         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
1032                 if (rbio->stripe_pages[i])
1033                         continue;
1034                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1035                 if (!page)
1036                         return -ENOMEM;
1037                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1038         }
1039         return 0;
1040 }
1041
1042 /* only allocate pages for p/q stripes */
1043 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1044 {
1045         int i;
1046         struct page *page;
1047
1048         i = rbio_stripe_page_index(rbio, rbio->nr_data, 0);
1049
1050         for (; i < rbio->nr_pages; i++) {
1051                 if (rbio->stripe_pages[i])
1052                         continue;
1053                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1054                 if (!page)
1055                         return -ENOMEM;
1056                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1057         }
1058         return 0;
1059 }
1060
1061 /*
1062  * add a single page from a specific stripe into our list of bios for IO
1063  * this will try to merge into existing bios if possible, and returns
1064  * zero if all went well.
1065  */
1066 static int rbio_add_io_page(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1067                             struct bio_list *bio_list,
1068                             struct page *page,
1069                             int stripe_nr,
1070                             unsigned long page_index,
1071                             unsigned long bio_max_len)
1072 {
1073         struct bio *last = bio_list->tail;
1074         u64 last_end = 0;
1075         int ret;
1076         struct bio *bio;
1077         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1078         u64 disk_start;
1079
1080         stripe = &rbio->bbio->stripes[stripe_nr];
1081         disk_start = stripe->physical + (page_index << PAGE_SHIFT);
1082
1083         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1084         if (!stripe->dev->bdev)
1085                 return fail_rbio_index(rbio, stripe_nr);
1086
1087         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1088         if (last) {
1089                 last_end = (u64)last->bi_iter.bi_sector << 9;
1090                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1091
1092                 /*
1093                  * we can't merge these if they are from different
1094                  * devices or if they are not contiguous
1095                  */
1096                 if (last_end == disk_start && stripe->dev->bdev &&
1097                     !last->bi_error &&
1098                     last->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1099                         ret = bio_add_page(last, page, PAGE_SIZE, 0);
1100                         if (ret == PAGE_SIZE)
1101                                 return 0;
1102                 }
1103         }
1104
1105         /* put a new bio on the list */
1106         bio = btrfs_io_bio_alloc(GFP_NOFS, bio_max_len >> PAGE_SHIFT?:1);
1107         if (!bio)
1108                 return -ENOMEM;
1109
1110         bio->bi_iter.bi_size = 0;
1111         bio->bi_bdev = stripe->dev->bdev;
1112         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1113
1114         bio_add_page(bio, page, PAGE_SIZE, 0);
1115         bio_list_add(bio_list, bio);
1116         return 0;
1117 }
1118
1119 /*
1120  * while we're doing the read/modify/write cycle, we could
1121  * have errors in reading pages off the disk.  This checks
1122  * for errors and if we're not able to read the page it'll
1123  * trigger parity reconstruction.  The rmw will be finished
1124  * after we've reconstructed the failed stripes
1125  */
1126 static void validate_rbio_for_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1127 {
1128         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
1129                 BUG_ON(rbio->faila == rbio->real_stripes - 1);
1130                 __raid56_parity_recover(rbio);
1131         } else {
1132                 finish_rmw(rbio);
1133         }
1134 }
1135
1136 /*
1137  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1138  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1139  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1140  * reconstruction.
1141  *
1142  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1143  */
1144 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1145 {
1146         struct bio *bio;
1147         u64 start;
1148         unsigned long stripe_offset;
1149         unsigned long page_index;
1150         struct page *p;
1151         int i;
1152
1153         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1154         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list) {
1155                 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1156                 stripe_offset = start - rbio->bbio->raid_map[0];
1157                 page_index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
1158
1159                 for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1160                         p = bio->bi_io_vec[i].bv_page;
1161                         rbio->bio_pages[page_index + i] = p;
1162                 }
1163         }
1164         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1165 }
1166
1167 /*
1168  * this is called from one of two situations.  We either
1169  * have a full stripe from the higher layers, or we've read all
1170  * the missing bits off disk.
1171  *
1172  * This will calculate the parity and then send down any
1173  * changed blocks.
1174  */
1175 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1176 {
1177         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
1178         void *pointers[rbio->real_stripes];
1179         int nr_data = rbio->nr_data;
1180         int stripe;
1181         int pagenr;
1182         int p_stripe = -1;
1183         int q_stripe = -1;
1184         struct bio_list bio_list;
1185         struct bio *bio;
1186         int ret;
1187
1188         bio_list_init(&bio_list);
1189
1190         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
1191                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1192         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
1193                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
1194                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1195         } else {
1196                 BUG();
1197         }
1198
1199         /* at this point we either have a full stripe,
1200          * or we've read the full stripe from the drive.
1201          * recalculate the parity and write the new results.
1202          *
1203          * We're not allowed to add any new bios to the
1204          * bio list here, anyone else that wants to
1205          * change this stripe needs to do their own rmw.
1206          */
1207         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1208         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1209         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1210
1211         atomic_set(&rbio->error, 0);
1212
1213         /*
1214          * now that we've set rmw_locked, run through the
1215          * bio list one last time and map the page pointers
1216          *
1217          * We don't cache full rbios because we're assuming
1218          * the higher layers are unlikely to use this area of
1219          * the disk again soon.  If they do use it again,
1220          * hopefully they will send another full bio.
1221          */
1222         index_rbio_pages(rbio);
1223         if (!rbio_is_full(rbio))
1224                 cache_rbio_pages(rbio);
1225         else
1226                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1227
1228         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1229                 struct page *p;
1230                 /* first collect one page from each data stripe */
1231                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
1232                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1233                         pointers[stripe] = kmap(p);
1234                 }
1235
1236                 /* then add the parity stripe */
1237                 p = rbio_pstripe_page(rbio, pagenr);
1238                 SetPageUptodate(p);
1239                 pointers[stripe++] = kmap(p);
1240
1241                 if (q_stripe != -1) {
1242
1243                         /*
1244                          * raid6, add the qstripe and call the
1245                          * library function to fill in our p/q
1246                          */
1247                         p = rbio_qstripe_page(rbio, pagenr);
1248                         SetPageUptodate(p);
1249                         pointers[stripe++] = kmap(p);
1250
1251                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
1252                                                 pointers);
1253                 } else {
1254                         /* raid5 */
1255                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
1256                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1257                 }
1258
1259
1260                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
1261                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
1262         }
1263
1264         /*
1265          * time to start writing.  Make bios for everything from the
1266          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
1267          * everything else.
1268          */
1269         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1270                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1271                         struct page *page;
1272                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1273                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1274                                 if (!page)
1275                                         continue;
1276                         } else {
1277                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1278                         }
1279
1280                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
1281                                        page, stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1282                         if (ret)
1283                                 goto cleanup;
1284                 }
1285         }
1286
1287         if (likely(!bbio->num_tgtdevs))
1288                 goto write_data;
1289
1290         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1291                 if (!bbio->tgtdev_map[stripe])
1292                         continue;
1293
1294                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1295                         struct page *page;
1296                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1297                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1298                                 if (!page)
1299                                         continue;
1300                         } else {
1301                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1302                         }
1303
1304                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1305                                                rbio->bbio->tgtdev_map[stripe],
1306                                                pagenr, rbio->stripe_len);
1307                         if (ret)
1308                                 goto cleanup;
1309                 }
1310         }
1311
1312 write_data:
1313         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(&bio_list));
1314         BUG_ON(atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
1315
1316         while (1) {
1317                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1318                 if (!bio)
1319                         break;
1320
1321                 bio->bi_private = rbio;
1322                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
1323                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
1324
1325                 submit_bio(bio);
1326         }
1327         return;
1328
1329 cleanup:
1330         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1331 }
1332
1333 /*
1334  * helper to find the stripe number for a given bio.  Used to figure out which
1335  * stripe has failed.  This expects the bio to correspond to a physical disk,
1336  * so it looks up based on physical sector numbers.
1337  */
1338 static int find_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1339                            struct bio *bio)
1340 {
1341         u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector;
1342         u64 stripe_start;
1343         int i;
1344         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1345
1346         physical <<= 9;
1347
1348         for (i = 0; i < rbio->bbio->num_stripes; i++) {
1349                 stripe = &rbio->bbio->stripes[i];
1350                 stripe_start = stripe->physical;
1351                 if (physical >= stripe_start &&
1352                     physical < stripe_start + rbio->stripe_len &&
1353                     bio->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1354                         return i;
1355                 }
1356         }
1357         return -1;
1358 }
1359
1360 /*
1361  * helper to find the stripe number for a given
1362  * bio (before mapping).  Used to figure out which stripe has
1363  * failed.  This looks up based on logical block numbers.
1364  */
1365 static int find_logical_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1366                                    struct bio *bio)
1367 {
1368         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector;
1369         u64 stripe_start;
1370         int i;
1371
1372         logical <<= 9;
1373
1374         for (i = 0; i < rbio->nr_data; i++) {
1375                 stripe_start = rbio->bbio->raid_map[i];
1376                 if (logical >= stripe_start &&
1377                     logical < stripe_start + rbio->stripe_len) {
1378                         return i;
1379                 }
1380         }
1381         return -1;
1382 }
1383
1384 /*
1385  * returns -EIO if we had too many failures
1386  */
1387 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed)
1388 {
1389         unsigned long flags;
1390         int ret = 0;
1391
1392         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
1393
1394         /* we already know this stripe is bad, move on */
1395         if (rbio->faila == failed || rbio->failb == failed)
1396                 goto out;
1397
1398         if (rbio->faila == -1) {
1399                 /* first failure on this rbio */
1400                 rbio->faila = failed;
1401                 atomic_inc(&rbio->error);
1402         } else if (rbio->failb == -1) {
1403                 /* second failure on this rbio */
1404                 rbio->failb = failed;
1405                 atomic_inc(&rbio->error);
1406         } else {
1407                 ret = -EIO;
1408         }
1409 out:
1410         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
1411
1412         return ret;
1413 }
1414
1415 /*
1416  * helper to fail a stripe based on a physical disk
1417  * bio.
1418  */
1419 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1420                            struct bio *bio)
1421 {
1422         int failed = find_bio_stripe(rbio, bio);
1423
1424         if (failed < 0)
1425                 return -EIO;
1426
1427         return fail_rbio_index(rbio, failed);
1428 }
1429
1430 /*
1431  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1432  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1433  */
1434 static void set_bio_pages_uptodate(struct bio *bio)
1435 {
1436         int i;
1437         struct page *p;
1438
1439         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1440                 p = bio->bi_io_vec[i].bv_page;
1441                 SetPageUptodate(p);
1442         }
1443 }
1444
1445 /*
1446  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
1447  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
1448  * stripe.
1449  *
1450  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
1451  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
1452  */
1453 static void raid_rmw_end_io(struct bio *bio)
1454 {
1455         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1456
1457         if (bio->bi_error)
1458                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1459         else
1460                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1461
1462         bio_put(bio);
1463
1464         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1465                 return;
1466
1467         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
1468                 goto cleanup;
1469
1470         /*
1471          * this will normally call finish_rmw to start our write
1472          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
1473          * from parity first
1474          */
1475         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1476         return;
1477
1478 cleanup:
1479
1480         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1481 }
1482
1483 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1484 {
1485         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1486                         rmw_work, NULL, NULL);
1487
1488         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers,
1489                          &rbio->work);
1490 }
1491
1492 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1493 {
1494         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1495                         read_rebuild_work, NULL, NULL);
1496
1497         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers,
1498                          &rbio->work);
1499 }
1500
1501 /*
1502  * the stripe must be locked by the caller.  It will
1503  * unlock after all the writes are done
1504  */
1505 static int raid56_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1506 {
1507         int bios_to_read = 0;
1508         struct bio_list bio_list;
1509         int ret;
1510         int pagenr;
1511         int stripe;
1512         struct bio *bio;
1513
1514         bio_list_init(&bio_list);
1515
1516         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
1517         if (ret)
1518                 goto cleanup;
1519
1520         index_rbio_pages(rbio);
1521
1522         atomic_set(&rbio->error, 0);
1523         /*
1524          * build a list of bios to read all the missing parts of this
1525          * stripe
1526          */
1527         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1528                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1529                         struct page *page;
1530                         /*
1531                          * we want to find all the pages missing from
1532                          * the rbio and read them from the disk.  If
1533                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
1534                          * we don't need to read it off the stripe.
1535                          */
1536                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1537                         if (page)
1538                                 continue;
1539
1540                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1541                         /*
1542                          * the bio cache may have handed us an uptodate
1543                          * page.  If so, be happy and use it
1544                          */
1545                         if (PageUptodate(page))
1546                                 continue;
1547
1548                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1549                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1550                         if (ret)
1551                                 goto cleanup;
1552                 }
1553         }
1554
1555         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
1556         if (!bios_to_read) {
1557                 /*
1558                  * this can happen if others have merged with
1559                  * us, it means there is nothing left to read.
1560                  * But if there are missing devices it may not be
1561                  * safe to do the full stripe write yet.
1562                  */
1563                 goto finish;
1564         }
1565
1566         /*
1567          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
1568          * not to touch it after that
1569          */
1570         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
1571         while (1) {
1572                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1573                 if (!bio)
1574                         break;
1575
1576                 bio->bi_private = rbio;
1577                 bio->bi_end_io = raid_rmw_end_io;
1578                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
1579
1580                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio,
1581                                     BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
1582
1583                 submit_bio(bio);
1584         }
1585         /* the actual write will happen once the reads are done */
1586         return 0;
1587
1588 cleanup:
1589         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1590         return -EIO;
1591
1592 finish:
1593         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1594         return 0;
1595 }
1596
1597 /*
1598  * if the upper layers pass in a full stripe, we thank them by only allocating
1599  * enough pages to hold the parity, and sending it all down quickly.
1600  */
1601 static int full_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1602 {
1603         int ret;
1604
1605         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
1606         if (ret) {
1607                 __free_raid_bio(rbio);
1608                 return ret;
1609         }
1610
1611         ret = lock_stripe_add(rbio);
1612         if (ret == 0)
1613                 finish_rmw(rbio);
1614         return 0;
1615 }
1616
1617 /*
1618  * partial stripe writes get handed over to async helpers.
1619  * We're really hoping to merge a few more writes into this
1620  * rbio before calculating new parity
1621  */
1622 static int partial_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1623 {
1624         int ret;
1625
1626         ret = lock_stripe_add(rbio);
1627         if (ret == 0)
1628                 async_rmw_stripe(rbio);
1629         return 0;
1630 }
1631
1632 /*
1633  * sometimes while we were reading from the drive to
1634  * recalculate parity, enough new bios come into create
1635  * a full stripe.  So we do a check here to see if we can
1636  * go directly to finish_rmw
1637  */
1638 static int __raid56_parity_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1639 {
1640         /* head off into rmw land if we don't have a full stripe */
1641         if (!rbio_is_full(rbio))
1642                 return partial_stripe_write(rbio);
1643         return full_stripe_write(rbio);
1644 }
1645
1646 /*
1647  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1648  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1649  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1650  * we sort the list by logical block number and merge
1651  * everything we can into the same rbios
1652  */
1653 struct btrfs_plug_cb {
1654         struct blk_plug_cb cb;
1655         struct btrfs_fs_info *info;
1656         struct list_head rbio_list;
1657         struct btrfs_work work;
1658 };
1659
1660 /*
1661  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1662  */
1663 static int plug_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1664 {
1665         struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1666                                                  plug_list);
1667         struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1668                                                  plug_list);
1669         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1670         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1671
1672         if (a_sector < b_sector)
1673                 return -1;
1674         if (a_sector > b_sector)
1675                 return 1;
1676         return 0;
1677 }
1678
1679 static void run_plug(struct btrfs_plug_cb *plug)
1680 {
1681         struct btrfs_raid_bio *cur;
1682         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1683
1684         /*
1685          * sort our plug list then try to merge
1686          * everything we can in hopes of creating full
1687          * stripes.
1688          */
1689         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1690         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1691                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1692                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1693                 list_del_init(&cur->plug_list);
1694
1695                 if (rbio_is_full(cur)) {
1696                         /* we have a full stripe, send it down */
1697                         full_stripe_write(cur);
1698                         continue;
1699                 }
1700                 if (last) {
1701                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1702                                 merge_rbio(last, cur);
1703                                 __free_raid_bio(cur);
1704                                 continue;
1705
1706                         }
1707                         __raid56_parity_write(last);
1708                 }
1709                 last = cur;
1710         }
1711         if (last) {
1712                 __raid56_parity_write(last);
1713         }
1714         kfree(plug);
1715 }
1716
1717 /*
1718  * if the unplug comes from schedule, we have to push the
1719  * work off to a helper thread
1720  */
1721 static void unplug_work(struct btrfs_work *work)
1722 {
1723         struct btrfs_plug_cb *plug;
1724         plug = container_of(work, struct btrfs_plug_cb, work);
1725         run_plug(plug);
1726 }
1727
1728 static void btrfs_raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1729 {
1730         struct btrfs_plug_cb *plug;
1731         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1732
1733         if (from_schedule) {
1734                 btrfs_init_work(&plug->work, btrfs_rmw_helper,
1735                                 unplug_work, NULL, NULL);
1736                 btrfs_queue_work(plug->info->rmw_workers,
1737                                  &plug->work);
1738                 return;
1739         }
1740         run_plug(plug);
1741 }
1742
1743 /*
1744  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1745  */
1746 int raid56_parity_write(struct btrfs_root *root, struct bio *bio,
1747                         struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
1748 {
1749         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1750         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1751         struct blk_plug_cb *cb;
1752         int ret;
1753
1754         rbio = alloc_rbio(root, bbio, stripe_len);
1755         if (IS_ERR(rbio)) {
1756                 btrfs_put_bbio(bbio);
1757                 return PTR_ERR(rbio);
1758         }
1759         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
1760         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
1761         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1762
1763         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(root->fs_info);
1764         rbio->generic_bio_cnt = 1;
1765
1766         /*
1767          * don't plug on full rbios, just get them out the door
1768          * as quickly as we can
1769          */
1770         if (rbio_is_full(rbio)) {
1771                 ret = full_stripe_write(rbio);
1772                 if (ret)
1773                         btrfs_bio_counter_dec(root->fs_info);
1774                 return ret;
1775         }
1776
1777         cb = blk_check_plugged(btrfs_raid_unplug, root->fs_info,
1778                                sizeof(*plug));
1779         if (cb) {
1780                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1781                 if (!plug->info) {
1782                         plug->info = root->fs_info;
1783                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1784                 }
1785                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1786                 ret = 0;
1787         } else {
1788                 ret = __raid56_parity_write(rbio);
1789                 if (ret)
1790                         btrfs_bio_counter_dec(root->fs_info);
1791         }
1792         return ret;
1793 }
1794
1795 /*
1796  * all parity reconstruction happens here.  We've read in everything
1797  * we can find from the drives and this does the heavy lifting of
1798  * sorting the good from the bad.
1799  */
1800 static void __raid_recover_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1801 {
1802         int pagenr, stripe;
1803         void **pointers;
1804         int faila = -1, failb = -1;
1805         struct page *page;
1806         int err;
1807         int i;
1808
1809         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1810         if (!pointers) {
1811                 err = -ENOMEM;
1812                 goto cleanup_io;
1813         }
1814
1815         faila = rbio->faila;
1816         failb = rbio->failb;
1817
1818         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1819             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1820                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1821                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1822                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1823         }
1824
1825         index_rbio_pages(rbio);
1826
1827         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1828                 /*
1829                  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1830                  * which we have data when doing parity scrub.
1831                  */
1832                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1833                     !test_bit(pagenr, rbio->dbitmap))
1834                         continue;
1835
1836                 /* setup our array of pointers with pages
1837                  * from each stripe
1838                  */
1839                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1840                         /*
1841                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1842                          * pages from the bio list
1843                          */
1844                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1845                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1846                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1847                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1848                         } else {
1849                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1850                         }
1851                         pointers[stripe] = kmap(page);
1852                 }
1853
1854                 /* all raid6 handling here */
1855                 if (rbio->bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1856                         /*
1857                          * single failure, rebuild from parity raid5
1858                          * style
1859                          */
1860                         if (failb < 0) {
1861                                 if (faila == rbio->nr_data) {
1862                                         /*
1863                                          * Just the P stripe has failed, without
1864                                          * a bad data or Q stripe.
1865                                          * TODO, we should redo the xor here.
1866                                          */
1867                                         err = -EIO;
1868                                         goto cleanup;
1869                                 }
1870                                 /*
1871                                  * a single failure in raid6 is rebuilt
1872                                  * in the pstripe code below
1873                                  */
1874                                 goto pstripe;
1875                         }
1876
1877                         /* make sure our ps and qs are in order */
1878                         if (faila > failb) {
1879                                 int tmp = failb;
1880                                 failb = faila;
1881                                 faila = tmp;
1882                         }
1883
1884                         /* if the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction
1885                          * from the xors.
1886                          * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1887                          * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1888                          * data they want
1889                          */
1890                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1891                                 if (rbio->bbio->raid_map[faila] ==
1892                                     RAID5_P_STRIPE) {
1893                                         err = -EIO;
1894                                         goto cleanup;
1895                                 }
1896                                 /*
1897                                  * otherwise we have one bad data stripe and
1898                                  * a good P stripe.  raid5!
1899                                  */
1900                                 goto pstripe;
1901                         }
1902
1903                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1904                                 raid6_datap_recov(rbio->real_stripes,
1905                                                   PAGE_SIZE, faila, pointers);
1906                         } else {
1907                                 raid6_2data_recov(rbio->real_stripes,
1908                                                   PAGE_SIZE, faila, failb,
1909                                                   pointers);
1910                         }
1911                 } else {
1912                         void *p;
1913
1914                         /* rebuild from P stripe here (raid5 or raid6) */
1915                         BUG_ON(failb != -1);
1916 pstripe:
1917                         /* Copy parity block into failed block to start with */
1918                         memcpy(pointers[faila],
1919                                pointers[rbio->nr_data],
1920                                PAGE_SIZE);
1921
1922                         /* rearrange the pointer array */
1923                         p = pointers[faila];
1924                         for (stripe = faila; stripe < rbio->nr_data - 1; stripe++)
1925                                 pointers[stripe] = pointers[stripe + 1];
1926                         pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1927
1928                         /* xor in the rest */
1929                         run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1930                 }
1931                 /* if we're doing this rebuild as part of an rmw, go through
1932                  * and set all of our private rbio pages in the
1933                  * failed stripes as uptodate.  This way finish_rmw will
1934                  * know they can be trusted.  If this was a read reconstruction,
1935                  * other endio functions will fiddle the uptodate bits
1936                  */
1937                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
1938                         for (i = 0;  i < rbio->stripe_npages; i++) {
1939                                 if (faila != -1) {
1940                                         page = rbio_stripe_page(rbio, faila, i);
1941                                         SetPageUptodate(page);
1942                                 }
1943                                 if (failb != -1) {
1944                                         page = rbio_stripe_page(rbio, failb, i);
1945                                         SetPageUptodate(page);
1946                                 }
1947                         }
1948                 }
1949                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1950                         /*
1951                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1952                          * pages from the bio list
1953                          */
1954                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1955                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1956                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1957                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1958                         } else {
1959                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1960                         }
1961                         kunmap(page);
1962                 }
1963         }
1964
1965         err = 0;
1966 cleanup:
1967         kfree(pointers);
1968
1969 cleanup_io:
1970         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
1971                 if (err == 0)
1972                         cache_rbio_pages(rbio);
1973                 else
1974                         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1975
1976                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1977         } else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1978                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1979         } else if (err == 0) {
1980                 rbio->faila = -1;
1981                 rbio->failb = -1;
1982
1983                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE)
1984                         finish_rmw(rbio);
1985                 else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
1986                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
1987                 else
1988                         BUG();
1989         } else {
1990                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1991         }
1992 }
1993
1994 /*
1995  * This is called only for stripes we've read from disk to
1996  * reconstruct the parity.
1997  */
1998 static void raid_recover_end_io(struct bio *bio)
1999 {
2000         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2001
2002         /*
2003          * we only read stripe pages off the disk, set them
2004          * up to date if there were no errors
2005          */
2006         if (bio->bi_error)
2007                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2008         else
2009                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2010         bio_put(bio);
2011
2012         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2013                 return;
2014
2015         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2016                 rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2017         else
2018                 __raid_recover_end_io(rbio);
2019 }
2020
2021 /*
2022  * reads everything we need off the disk to reconstruct
2023  * the parity. endio handlers trigger final reconstruction
2024  * when the IO is done.
2025  *
2026  * This is used both for reads from the higher layers and for
2027  * parity construction required to finish a rmw cycle.
2028  */
2029 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2030 {
2031         int bios_to_read = 0;
2032         struct bio_list bio_list;
2033         int ret;
2034         int pagenr;
2035         int stripe;
2036         struct bio *bio;
2037
2038         bio_list_init(&bio_list);
2039
2040         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2041         if (ret)
2042                 goto cleanup;
2043
2044         atomic_set(&rbio->error, 0);
2045
2046         /*
2047          * read everything that hasn't failed.  Thanks to the
2048          * stripe cache, it is possible that some or all of these
2049          * pages are going to be uptodate.
2050          */
2051         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2052                 if (rbio->faila == stripe || rbio->failb == stripe) {
2053                         atomic_inc(&rbio->error);
2054                         continue;
2055                 }
2056
2057                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
2058                         struct page *p;
2059
2060                         /*
2061                          * the rmw code may have already read this
2062                          * page in
2063                          */
2064                         p = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2065                         if (PageUptodate(p))
2066                                 continue;
2067
2068                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2069                                        rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr),
2070                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2071                         if (ret < 0)
2072                                 goto cleanup;
2073                 }
2074         }
2075
2076         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2077         if (!bios_to_read) {
2078                 /*
2079                  * we might have no bios to read just because the pages
2080                  * were up to date, or we might have no bios to read because
2081                  * the devices were gone.
2082                  */
2083                 if (atomic_read(&rbio->error) <= rbio->bbio->max_errors) {
2084                         __raid_recover_end_io(rbio);
2085                         goto out;
2086                 } else {
2087                         goto cleanup;
2088                 }
2089         }
2090
2091         /*
2092          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2093          * not to touch it after that
2094          */
2095         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2096         while (1) {
2097                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2098                 if (!bio)
2099                         break;
2100
2101                 bio->bi_private = rbio;
2102                 bio->bi_end_io = raid_recover_end_io;
2103                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2104
2105                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio,
2106                                     BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2107
2108                 submit_bio(bio);
2109         }
2110 out:
2111         return 0;
2112
2113 cleanup:
2114         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
2115             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
2116                 rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2117         return -EIO;
2118 }
2119
2120 /*
2121  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2122  * is really only called when the normal read path had a failure,
2123  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2124  * of the drive.
2125  */
2126 int raid56_parity_recover(struct btrfs_root *root, struct bio *bio,
2127                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2128                           int mirror_num, int generic_io)
2129 {
2130         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2131         int ret;
2132
2133         rbio = alloc_rbio(root, bbio, stripe_len);
2134         if (IS_ERR(rbio)) {
2135                 if (generic_io)
2136                         btrfs_put_bbio(bbio);
2137                 return PTR_ERR(rbio);
2138         }
2139
2140         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2141         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2142         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
2143
2144         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2145         if (rbio->faila == -1) {
2146                 BUG();
2147                 if (generic_io)
2148                         btrfs_put_bbio(bbio);
2149                 kfree(rbio);
2150                 return -EIO;
2151         }
2152
2153         if (generic_io) {
2154                 btrfs_bio_counter_inc_noblocked(root->fs_info);
2155                 rbio->generic_bio_cnt = 1;
2156         } else {
2157                 btrfs_get_bbio(bbio);
2158         }
2159
2160         /*
2161          * reconstruct from the q stripe if they are
2162          * asking for mirror 3
2163          */
2164         if (mirror_num == 3)
2165                 rbio->failb = rbio->real_stripes - 2;
2166
2167         ret = lock_stripe_add(rbio);
2168
2169         /*
2170          * __raid56_parity_recover will end the bio with
2171          * any errors it hits.  We don't want to return
2172          * its error value up the stack because our caller
2173          * will end up calling bio_endio with any nonzero
2174          * return
2175          */
2176         if (ret == 0)
2177                 __raid56_parity_recover(rbio);
2178         /*
2179          * our rbio has been added to the list of
2180          * rbios that will be handled after the
2181          * currently lock owner is done
2182          */
2183         return 0;
2184
2185 }
2186
2187 static void rmw_work(struct btrfs_work *work)
2188 {
2189         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2190
2191         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2192         raid56_rmw_stripe(rbio);
2193 }
2194
2195 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work)
2196 {
2197         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2198
2199         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2200         __raid56_parity_recover(rbio);
2201 }
2202
2203 /*
2204  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2205  *
2206  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2207  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2208  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2209  */
2210
2211 struct btrfs_raid_bio *
2212 raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct btrfs_root *root, struct bio *bio,
2213                                struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2214                                struct btrfs_device *scrub_dev,
2215                                unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2216 {
2217         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2218         int i;
2219
2220         rbio = alloc_rbio(root, bbio, stripe_len);
2221         if (IS_ERR(rbio))
2222                 return NULL;
2223         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2224         /*
2225          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2226          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2227          */
2228         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2229         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2230
2231         for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2232                 if (bbio->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2233                         rbio->scrubp = i;
2234                         break;
2235                 }
2236         }
2237
2238         /* Now we just support the sectorsize equals to page size */
2239         ASSERT(root->sectorsize == PAGE_SIZE);
2240         ASSERT(rbio->stripe_npages == stripe_nsectors);
2241         bitmap_copy(rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2242
2243         return rbio;
2244 }
2245
2246 /* Used for both parity scrub and missing. */
2247 void raid56_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct page *page,
2248                             u64 logical)
2249 {
2250         int stripe_offset;
2251         int index;
2252
2253         ASSERT(logical >= rbio->bbio->raid_map[0]);
2254         ASSERT(logical + PAGE_SIZE <= rbio->bbio->raid_map[0] +
2255                                 rbio->stripe_len * rbio->nr_data);
2256         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bbio->raid_map[0]);
2257         index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
2258         rbio->bio_pages[index] = page;
2259 }
2260
2261 /*
2262  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2263  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2264  */
2265 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2266 {
2267         int i;
2268         int bit;
2269         int index;
2270         struct page *page;
2271
2272         for_each_set_bit(bit, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2273                 for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2274                         index = i * rbio->stripe_npages + bit;
2275                         if (rbio->stripe_pages[index])
2276                                 continue;
2277
2278                         page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2279                         if (!page)
2280                                 return -ENOMEM;
2281                         rbio->stripe_pages[index] = page;
2282                 }
2283         }
2284         return 0;
2285 }
2286
2287 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2288                                          int need_check)
2289 {
2290         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
2291         void *pointers[rbio->real_stripes];
2292         DECLARE_BITMAP(pbitmap, rbio->stripe_npages);
2293         int nr_data = rbio->nr_data;
2294         int stripe;
2295         int pagenr;
2296         int p_stripe = -1;
2297         int q_stripe = -1;
2298         struct page *p_page = NULL;
2299         struct page *q_page = NULL;
2300         struct bio_list bio_list;
2301         struct bio *bio;
2302         int is_replace = 0;
2303         int ret;
2304
2305         bio_list_init(&bio_list);
2306
2307         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
2308                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2309         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
2310                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
2311                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2312         } else {
2313                 BUG();
2314         }
2315
2316         if (bbio->num_tgtdevs && bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp]) {
2317                 is_replace = 1;
2318                 bitmap_copy(pbitmap, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages);
2319         }
2320
2321         /*
2322          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2323          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2324          * it.
2325          */
2326         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2327
2328         if (!need_check)
2329                 goto writeback;
2330
2331         p_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2332         if (!p_page)
2333                 goto cleanup;
2334         SetPageUptodate(p_page);
2335
2336         if (q_stripe != -1) {
2337                 q_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2338                 if (!q_page) {
2339                         __free_page(p_page);
2340                         goto cleanup;
2341                 }
2342                 SetPageUptodate(q_page);
2343         }
2344
2345         atomic_set(&rbio->error, 0);
2346
2347         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2348                 struct page *p;
2349                 void *parity;
2350                 /* first collect one page from each data stripe */
2351                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2352                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
2353                         pointers[stripe] = kmap(p);
2354                 }
2355
2356                 /* then add the parity stripe */
2357                 pointers[stripe++] = kmap(p_page);
2358
2359                 if (q_stripe != -1) {
2360
2361                         /*
2362                          * raid6, add the qstripe and call the
2363                          * library function to fill in our p/q
2364                          */
2365                         pointers[stripe++] = kmap(q_page);
2366
2367                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
2368                                                 pointers);
2369                 } else {
2370                         /* raid5 */
2371                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
2372                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
2373                 }
2374
2375                 /* Check scrubbing parity and repair it */
2376                 p = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2377                 parity = kmap(p);
2378                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE))
2379                         memcpy(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE);
2380                 else
2381                         /* Parity is right, needn't writeback */
2382                         bitmap_clear(rbio->dbitmap, pagenr, 1);
2383                 kunmap(p);
2384
2385                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
2386                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
2387         }
2388
2389         __free_page(p_page);
2390         if (q_page)
2391                 __free_page(q_page);
2392
2393 writeback:
2394         /*
2395          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2396          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2397          * everything else.
2398          */
2399         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2400                 struct page *page;
2401
2402                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2403                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2404                                page, rbio->scrubp, pagenr, rbio->stripe_len);
2405                 if (ret)
2406                         goto cleanup;
2407         }
2408
2409         if (!is_replace)
2410                 goto submit_write;
2411
2412         for_each_set_bit(pagenr, pbitmap, rbio->stripe_npages) {
2413                 struct page *page;
2414
2415                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2416                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2417                                        bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2418                                        pagenr, rbio->stripe_len);
2419                 if (ret)
2420                         goto cleanup;
2421         }
2422
2423 submit_write:
2424         nr_data = bio_list_size(&bio_list);
2425         if (!nr_data) {
2426                 /* Every parity is right */
2427                 rbio_orig_end_io(rbio, 0);
2428                 return;
2429         }
2430
2431         atomic_set(&rbio->stripes_pending, nr_data);
2432
2433         while (1) {
2434                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2435                 if (!bio)
2436                         break;
2437
2438                 bio->bi_private = rbio;
2439                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
2440                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
2441
2442                 submit_bio(bio);
2443         }
2444         return;
2445
2446 cleanup:
2447         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2448 }
2449
2450 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2451 {
2452         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2453                 return 1;
2454         return 0;
2455 }
2456
2457 /*
2458  * While we're doing the parity check and repair, we could have errors
2459  * in reading pages off the disk.  This checks for errors and if we're
2460  * not able to read the page it'll trigger parity reconstruction.  The
2461  * parity scrub will be finished after we've reconstructed the failed
2462  * stripes
2463  */
2464 static void validate_rbio_for_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2465 {
2466         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2467                 goto cleanup;
2468
2469         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
2470                 int dfail = 0, failp = -1;
2471
2472                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->faila))
2473                         dfail++;
2474                 else if (is_parity_stripe(rbio->faila))
2475                         failp = rbio->faila;
2476
2477                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->failb))
2478                         dfail++;
2479                 else if (is_parity_stripe(rbio->failb))
2480                         failp = rbio->failb;
2481
2482                 /*
2483                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair
2484                  * the data, so the capability of the repair is declined.
2485                  * (In the case of RAID5, we can not repair anything)
2486                  */
2487                 if (dfail > rbio->bbio->max_errors - 1)
2488                         goto cleanup;
2489
2490                 /*
2491                  * If all data is good, only parity is correctly, just
2492                  * repair the parity.
2493                  */
2494                 if (dfail == 0) {
2495                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2496                         return;
2497                 }
2498
2499                 /*
2500                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2501                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity
2502                  * is scrubbing parity, luckily, use the other one to repair
2503                  * the data, or we can not repair the data stripe.
2504                  */
2505                 if (failp != rbio->scrubp)
2506                         goto cleanup;
2507
2508                 __raid_recover_end_io(rbio);
2509         } else {
2510                 finish_parity_scrub(rbio, 1);
2511         }
2512         return;
2513
2514 cleanup:
2515         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2516 }
2517
2518 /*
2519  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
2520  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
2521  * stripe.
2522  *
2523  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
2524  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
2525  */
2526 static void raid56_parity_scrub_end_io(struct bio *bio)
2527 {
2528         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2529
2530         if (bio->bi_error)
2531                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2532         else
2533                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2534
2535         bio_put(bio);
2536
2537         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2538                 return;
2539
2540         /*
2541          * this will normally call finish_rmw to start our write
2542          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
2543          * from parity first
2544          */
2545         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2546 }
2547
2548 static void raid56_parity_scrub_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2549 {
2550         int bios_to_read = 0;
2551         struct bio_list bio_list;
2552         int ret;
2553         int pagenr;
2554         int stripe;
2555         struct bio *bio;
2556
2557         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2558         if (ret)
2559                 goto cleanup;
2560
2561         bio_list_init(&bio_list);
2562
2563         atomic_set(&rbio->error, 0);
2564         /*
2565          * build a list of bios to read all the missing parts of this
2566          * stripe
2567          */
2568         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2569                 for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2570                         struct page *page;
2571                         /*
2572                          * we want to find all the pages missing from
2573                          * the rbio and read them from the disk.  If
2574                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
2575                          * we don't need to read it off the stripe.
2576                          */
2577                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
2578                         if (page)
2579                                 continue;
2580
2581                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2582                         /*
2583                          * the bio cache may have handed us an uptodate
2584                          * page.  If so, be happy and use it
2585                          */
2586                         if (PageUptodate(page))
2587                                 continue;
2588
2589                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2590                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2591                         if (ret)
2592                                 goto cleanup;
2593                 }
2594         }
2595
2596         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2597         if (!bios_to_read) {
2598                 /*
2599                  * this can happen if others have merged with
2600                  * us, it means there is nothing left to read.
2601                  * But if there are missing devices it may not be
2602                  * safe to do the full stripe write yet.
2603                  */
2604                 goto finish;
2605         }
2606
2607         /*
2608          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2609          * not to touch it after that
2610          */
2611         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2612         while (1) {
2613                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2614                 if (!bio)
2615                         break;
2616
2617                 bio->bi_private = rbio;
2618                 bio->bi_end_io = raid56_parity_scrub_end_io;
2619                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2620
2621                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio,
2622                                     BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2623
2624                 submit_bio(bio);
2625         }
2626         /* the actual write will happen once the reads are done */
2627         return;
2628
2629 cleanup:
2630         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2631         return;
2632
2633 finish:
2634         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2635 }
2636
2637 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work)
2638 {
2639         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2640
2641         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2642         raid56_parity_scrub_stripe(rbio);
2643 }
2644
2645 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2646 {
2647         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2648                         scrub_parity_work, NULL, NULL);
2649
2650         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers,
2651                          &rbio->work);
2652 }
2653
2654 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2655 {
2656         if (!lock_stripe_add(rbio))
2657                 async_scrub_parity(rbio);
2658 }
2659
2660 /* The following code is used for dev replace of a missing RAID 5/6 device. */
2661
2662 struct btrfs_raid_bio *
2663 raid56_alloc_missing_rbio(struct btrfs_root *root, struct bio *bio,
2664                           struct btrfs_bio *bbio, u64 length)
2665 {
2666         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2667
2668         rbio = alloc_rbio(root, bbio, length);
2669         if (IS_ERR(rbio))
2670                 return NULL;
2671
2672         rbio->operation = BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING;
2673         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2674         /*
2675          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2676          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2677          */
2678         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2679
2680         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2681         if (rbio->faila == -1) {
2682                 BUG();
2683                 kfree(rbio);
2684                 return NULL;
2685         }
2686
2687         return rbio;
2688 }
2689
2690 static void missing_raid56_work(struct btrfs_work *work)
2691 {
2692         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2693
2694         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2695         __raid56_parity_recover(rbio);
2696 }
2697
2698 static void async_missing_raid56(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2699 {
2700         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2701                         missing_raid56_work, NULL, NULL);
2702
2703         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2704 }
2705
2706 void raid56_submit_missing_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2707 {
2708         if (!lock_stripe_add(rbio))
2709                 async_missing_raid56(rbio);
2710 }